Poder controlar la concentración de fármaco en la sangre de un paciente es un aspecto importante de cualquier tratamiento farmacéutico. Sin embargo, esto requiere equipos e instalaciones que a menudo faltan en la atención médica de campo en los países en desarrollo, pero también inhibe la calidad de vida de los pacientes en otros lugares. Científicos de EPFL, trabajando a través de su startup LUCENTIX, ahora han desarrollado un biosensor ligado a anticuerpos que puede rastrear la concentración del fármaco en la sangre cambiando su color. El biosensor está incorporado en un sistema completo que puede ser utilizado en el campo o por los pacientes en casa. La ciencia detrás de esto se publica en Angewandte Chemie .

El laboratorio de Kai Johnsson en EPFL es conocido por desarrollar biosensores, y la investigación dio origen a la startup LUCENTIX, que ha desarrollado un biosensor que permite a los pacientes medir fácilmente las concentraciones de fármacos en su sistema sin necesidad de complejos sistemas de laboratorio.

El biosensor es una molécula formada por tres componentes:Primero, una proteína que puede unirse al fármaco que se va a controlar. Segundo, la enzima luciferasa productora de luz. Y tercero, una molécula de "etiquetado" llamada SNAP-tag, que lleva un ligando fluorescente que la proteína (el primer componente) reconoce y se une cuando no hay ningún fármaco presente. Esto provoca una reacción entre la luciferasa y la molécula fluorescente llamada "transferencia de energía por resonancia bioluminiscente" (BRET), que produce una luz roja.

La reciente innovación, llevado a cabo por el postdoctorado Lin Xue, implica reemplazar la proteína de unión del biosensor con parte de un anticuerpo que se ha desarrollado contra el fármaco diana. Cuando el biosensor detecta y une el fármaco en la sangre o la saliva del paciente, el anticuerpo "prefiere" unirse a este en lugar del ligando fluorescente de la etiqueta SNAP. A medida que se desplaza el ligando, la reacción BRET se interrumpe progresivamente, y ahora emite una luz azul.

Los anticuerpos son naturalmente capaces de identificar y unirse a moléculas extrañas, convertir nuestro sistema inmunológico contra posibles infecciones. Además, la generación de anticuerpos que pueden identificar específicamente moléculas pequeñas como medicamentos es un procedimiento de rutina. Esto significa que el sistema de monitorización se puede adaptar a prácticamente un número ilimitado de moléculas, mientras que los pacientes pueden realizar el seguimiento ellos mismos en casa y recibir información de calidad a nivel de laboratorio. Los métodos de laboratorio actuales para hacer esto son complejos y costosos, y reducir la calidad de vida de los pacientes que a menudo tienen que ser confinados dentro o cerca de hospitales.

Reemplazar la proteína de unión con un anticuerpo establece una línea general para la generación de biosensores que pueden identificar un fármaco sintético en la muestra de sangre de un paciente. Como prueba de principio, los científicos de la EPFL probaron con éxito los nuevos biosensores contra tres fármacos:metotrexato, teofilina, y quinina - en el laboratorio. El siguiente paso será optimizar la sensibilidad del biosensor para que pueda detectar con precisión las concentraciones nanomolares o incluso más bajas de fármacos / biomoléculas en muestras clínicas.