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Un nanodispositivo aumentará el número de biomarcadores detectables para delimitar enfermedades

Los biomarcadores pueden indicar si una enfermedad está en remisión o se está propagando, una información necesaria a la hora de optimizar el tratamiento. El aumento del número actualmente limitado de colores fluorescentes empleados para teñir biomarcadores puede ayudar a realizar análisis más exhaustivos.

Salud

Las técnicas de imagenología empleadas para detectar enfermedades en células o tejidos humanos dependen a menudo de biomarcadores específicos. Con todo, el número de biomarcadores que puede observarse en un momento dado está actualmente limitado por una gama pequeña de colores para los tintes fluorescentes. Ahora, un equipo de científicos financiado con fondos europeos del proyecto multidisciplinario Immuno-NanoDecoder ha desarrollado un nanodispositivo molecular que puede iluminar un mayor número de biomarcadores en secuencia rápida, lo que podría mejorar el diagnóstico y la caracterización de enfermedades. «Necesitamos una herramienta para visualizar más proteínas sin modificar drásticamente las técnicas de imagenología de fluorescencia», explica el coordinador del proyecto, el doctor Matteo Castronovo, profesor de bioquímica en la Facultad de Ciencias de la Alimentación y Nutrición de la Universidad de Leeds, Inglaterra. «Normalmente, se pueden visualizar al mismo tiempo entre cuatro y seis colores, lo que no representa un gran nivel de multiplexación. En muchos casos, observar menos de cuatro unidades o biomarcadores individuales no es suficiente para tener una idea precisa del proceso biológico [subyacente]». En la imagenología por inmunofluorescencia, los biomarcadores proteicos se tiñen utilizando anticuerpos, moléculas naturales con una alta afinidad por una proteína específica. El equipo del proyecto desarrolló unos nanodispositivos individuales denominados «nanocodificadores» que están unidos a anticuerpos y reconocen un nanodispositivo asociado específico, denominado «nanodecodificador», que transporta un tinte concreto. La unión permite al nanodecodificador detectar la presencia de un biomarcador específico y su distribución en células y tejidos confiriéndoles luminiscencia. «Entonces, una vez que hemos tomado una imagen mediante el uso de la microscopía óptica de fluorescencia, podemos disociar el decodificador de su codificador e introducir otro decodificador en la solución que teñirá para otro codificador, en un método de imagenología cíclica. Seguimos observando el mismo color, pero sabemos que está mostrando algo diferente», comenta el doctor Castronovo. De este modo, se puede ampliar el uso de la gama limitada de colores disponible. Sistema reversible «La tecnología, a pesar de tratarse de un prototipo, es fiable, y también es reversible, de modo que podemos activar y desactivar el anticuerpo», explica el investigador. En otros métodos de tinción de múltiples biomarcadores con anticuerpos modificados, los anticuerpos se degradan químicamente durante el proceso. «Así que, en cada ciclo de imágenes, se desvanecen y hay que volver a teñir. Nuestra gran ventaja es que la iluminación puede activarse o desactivarse para que podamos volver a la primera proteína», comenta el doctor Castronovo. En los últimos años se han desarrollado muchas técnicas de imagenología innovadoras, pero estas requieren instrumentos nuevos o actualizados, lo que puede suponer una losa para los presupuestos sanitarios y de los laboratorios. Sin embargo, esta tecnología utiliza microscopios ópticos ya disponibles. «Se trata de un simple truco molecular para trabajar de una manera diferente», comenta el doctor Castronovo. Enfoque interdisciplinario El gran reto del proyecto, que también contó con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie, fue su enfoque interdisciplinario. «Formamos a biólogos para trabajar en nanociencia y a nanocientíficos en el campo de la biología molecular. Capacitamos a informáticos para que trabajasen en el laboratorio y favorecimos que los experimentalistas entendieran cómo los informáticos pueden repercutir en su trabajo», manifiesta el doctor Castronovo. «Hemos desplegado el potencial de la tecnología al estudiar la bioquímica fundamental de estos objetos moleculares y hemos desarrollado la tecnología; cómo activar y desactivar la fluorescencia y la estructura mínima, que no podemos hacer más pequeña. Ahora tenemos que optimizar las condiciones de imagenología y evaluar la tecnología con diferentes muestras biológicas», concluye el doctor Castronovo.

Palabras clave

Immuno-NanoDecoder, nanodispositivo, imagenología, biomarcadores, inmunofluorescencia, fluorescencia, células, tejidos, anticuerpos, proteínas

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