Nanobiosensores para detectar enfermedades en tiempo real

Buenos Aires.- Investigadores argentinos están creando biosensores diminutos para detectar el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH), el Chagas o el cáncer, entre otras enfermedades. Contiene dispositivos que registran en una gota de sangre, o en muestras de saliva, moléculas que indicarían la presencia de algún desorden en su etapa inicial. El objetivo principal es ganar tiempo para actuar frente a la enfermedad. Mediante el empleo de nanotecnología, investigadores argentinos están desarrollando biosensores de dimensiones menores a las de la yema del dedo para detectar un amplio rango de enfermedades. “La idea que nos impulsa a llevar a cabo este proyecto es tratar de hacer aparatos manuales, de fácil manejo, que permitan detectar tempranamente enfermedades, por ejemplo, el inicio de un tipo de cáncer, y de esta manera poder hacer un tratamiento rápido y efectivo”, señalan los biotecnólogos Betiana Lerner y Maximiliano Pérez, investigadores de CONICET del Departamento de Micro y Nanotecnologías de la Comisión de Energía Atómica (CNEA). Y agregan: “Actualmente no existe una técnica de uso común y rutina que permita hacer esto”. El dispositivo, sería similar al que utilizan las personas diabéticas para medir la glucosa, pero su finalidad se dirigiría a detectar moléculas biológicas y patógenos, permitiendo la oportunidad de desarrollar estrategias de prevención efectivas para un amplio rango de enfermedades. “Creemos que en un año más tendremos terminado el nanobiosensor. En la actualidad lo estamos probando con marcadores tumorales”, indican ambos investigadores que además de ser colegas de laboratorio, son compañeros de vida. “Nos casamos hace dos años e hicimos toda la universidad juntos”, cuentan. ¿Cómo funciona el biosensor? El dispositivo contiene cientos de sensores capaces de detectar enfermedades diferentes. “Utilizando una gota de saliva o de sangre como muestra, determinados sensores se activarán, o no, dependiendo de la presencia de indicadores de la patología”, explica Lerner. Esos sensores están compuestos de nanocables de 300 nanómetros de longitud (un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro) a los que están adosados anticuerpos. “Un anticuerpo es una molécula que produce y utiliza nuestro cuerpo para reconocer específicamente a las cosas que pretenden dañarlo, como por ejemplo, los virus, las bacterias o las células cancerosas. Nosotros aprovechamos este fabuloso sistema que desarrolló nuestro organismo durante miles de años, tomando estos anticuerpos y colocándolos en nuestros sensores”, destaca Pérez. Cuando el sensor reconoce una molécula relacionada con la enfermedad a detectar, produce una señal eléctrica que mediante una electrónica adecuada y un programa de software se traduce en un diagnóstico claro y simple, que puede ser leído en la pantalla de una computadora. Para armar esos nanobiosensores, se requiere del aporte de la microelectrónica. Para ello, se conformó un grupo de trabajo integrado por investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computadoras de la Universidad Nacional del Sur y del Conicet. Ellos son, el ingeniero Pablo Pareja y los doctores Pedro Julián y Pablo Mandolesi, de la Comisión de Investigaciones Científicas de Buenos Aires. El grupo diseñó un diminuto sistema basado en un chip compuesto de miles de elementos electrónicos. “En este proyecto, el chip o circuito integrado, tiene la electrónica de lectura junto al lugar donde se deposita el nanotubo. Ese elemento, al ser expuesto a un virus o moléculas cancerígenas, cambia sus propiedades eléctricas, las que son medidas por el circuito integrado. Luego la información es enviada a la computadora por el mismo chip”, puntualiza Julián. A diferencia de los métodos actuales, que emplean señales químicas u ópticas y que requieren más tiempo y más cantidad de muestras, el biosensor basado en señales eléctricas sería más rápido, “Los resultados se obtendrían en el momento. Además resultarían de muy bajo costo”, aseguran los investigadores. “Con las herramientas de diseño y los métodos de fabricación que disponen los investigadores de la UNS, hemos optimizado el tamaño del sensor pudiéndolo hacer tan pequeño o más que los diseñados por las mejores universidades de los Estados Unidos”, señala el doctor en física Alberto Lamagna, gerente de Investigación y Desarrollo de la CNEA y líder del proyecto Nodo Nanotec que promueve el desarrollo de productos innovadores basados en nanotecnología, para aplicaciones en tres áreas: espacial, seguridad y salud. En lo que respecta a los biosensores, Lamagna indica que “la nanomedicina abre un campo muy grande de investigación con aplicaciones futuras que revolucionarán el campo de la salud en la Argentina y en el exterior. Es sólo una cuestión de tiempo”. Según los especialistas consultados, en un futuro el nanobiosensor podría estar integrado a un reloj digital dotado de un orificio para introducir una gota de sangre y en el display aparecería el diagnostico. O bien, ese dispositivo podría integrarse a un teléfono celular en cuya pantalla se podrían leer los resultados. Este invento sería de utilidad para médicos de campaña, en lugares alejados, para aquellos que atienden a domicilio, y en los servicios de salud.
Por Bruno GellerAgencia CyTA-Instituto Leloir