Tonos vibrantes de amarillo, naranja, y el rojo se mueven en ondas por la pantalla. Aunque la pantalla parece arte psicodélico, en realidad, proporciona información médica altamente técnica:la actividad eléctrica de un corazón que late teñido con tintes sensibles al voltaje para detectar lesiones o enfermedades.

Estos tintes sensibles al voltaje fueron desarrollados y patentados por investigadores de UConn Health, que ahora se han embarcado en la comercialización de su producto para uso industrial y académico.

Las señales eléctricas o voltajes son fundamentales en la función natural del tejido cerebral y cardíaco, y la señalización eléctrica interrumpida puede ser una causa o consecuencia de una lesión o enfermedad. La medición directa de la actividad eléctrica de las membranas con electrodos no es posible para la detección de drogas o las imágenes de diagnóstico debido a su pequeño tamaño. Para hacer visible el potencial eléctrico, los investigadores utilizan sensores de voltaje fluorescentes, también conocidos como colorantes sensibles al voltaje o VSD, que hacen células, tejidos, o órganos enteros se iluminan y permiten medirlos con microscopios.

No todos los tintes responden a los cambios de voltaje de la misma manera, y existe una compensación común entre su sensibilidad y velocidad. Se pueden usar tintes más lentos para la detección de drogas con alta sensibilidad, pero no pueden medir las características de los potenciales de acción rápidos en algunos tejidos, como las células cardíacas. Los tintes rápidos se pueden utilizar para visualizar potenciales de acción, pero requieren caro, instrumentación personalizada, y no son lo suficientemente sensibles para obtener resultados nítidos en células individuales.

Profesor de biología celular y director del Centro de Análisis y Modelado Celular de la UConn, Leslie Loew y su equipo han desarrollado nuevos tintes rápidos que también son muy sensibles, eliminando la compensación de velocidad / sensibilidad.

Loew y los asociados de investigación Corey Acker y Ping Yan han dedicado gran parte de sus carreras al desarrollo y caracterización de sondas fluorescentes de potencial de membrana como tintes sensibles al voltaje. El equipo incluso ha estado proporcionando sus tintes rápidos patentados a otros investigadores durante los últimos 30 años. pero solo recientemente se interesaron en comercializar su trabajo.

El primer paso de Loew y Acker hacia el espíritu empresarial comenzó en el otoño de 2016, cuando fueron aceptados en el sitio I-Corps de la National Science Foundation (NSF) de UConn, Acelere UConn, que es el único sitio de NSF I-Corps en el estado. Atribuyen al programa el haberles dado una base sólida para evaluar su tecnología y estrategia comercial.

"La experiencia del Dr. Loew es un excelente ejemplo de cómo el programa NSF I-Corp puede transformar descubrimientos académicos de alto potencial en productos y servicios viables con la capacitación adecuada, "dice Radenka Maric, Vicepresidente de investigación de UConn. "Accelerate UConn ayuda a nuestros profesores destacados a trasladar sus ideas más allá del laboratorio para que puedan unirse a las filas de otros empresarios exitosos y líderes de la industria, y tener un impacto en nuestras comunidades y en la economía ".

Acker dice que el programa también les ayudó a identificar una nueva y emocionante oportunidad de mercado dirigida a las empresas farmacéuticas. Estas empresas necesitan tintes que sean rápidos y sensibles para la detección de alto rendimiento de posibles dianas terapéuticas. En la detección de drogas de alto rendimiento, los científicos crean líneas celulares especiales, y luego utilizar equipos avanzados para aplicar robóticamente diferentes fármacos a placas rotativas de células. Las células se tiñen con un tinte sensible al voltaje que muestra cualquier cambio en el potencial o voltaje de la membrana después de la aplicación del fármaco con cambios en la fluorescencia. Acker estima que las empresas farmacéuticas y las organizaciones de investigación por contrato (CRO) gastan más de $ 10, 000 en estos tintes para cada estudio de una semana.

Los tintes que Loew, Acker, y Yan desarrollar también permitirá que las compañías farmacéuticas respondan a las nuevas regulaciones de detección de seguridad cardíaca de la Administración de Alimentos y Medicamentos llamadas CiPA (Ensayo integral de proarritmia in vitro).

Las regulaciones de CiPA tienen como objetivo establecer mejores formas de detectar los efectos secundarios de los nuevos medicamentos que podrían causar una arritmia cardíaca. En un componente clave de CiPA, la detección se completa en las células cardíacas con un latido eléctrico realista. Los tintes de sensibilidad rápida del equipo de Loew podrían ofrecer a las compañías farmacéuticas opciones más efectivas que las que están disponibles actualmente. Dado que CiPA se aplica a cualquier terapia nueva, desde medicamentos para bajar de peso hasta medicamentos para la alergia, Loew y Acker anticipan una gran demanda de su tecnología.

Acker realizó decenas de entrevistas con expertos de la industria que utilizan VSD para la detección de drogas. Todos expresaron la necesidad de tintes con sensibilidad mejorada, velocidad más rápida, y menos interacciones no deseadas o toxicidad con las células que se están probando.

Loew y su equipo confiaban en poder cumplir. Sus nuevos tintes mejoran los sensores actuales utilizados para la detección de drogas, que implican un sistema de dos componentes y transferencia de energía entre los componentes. Los investigadores producen tintes que utilizan un novedoso sistema VSD donde la transferencia de energía es más eficiente. resultando en más rápido, más sensible, y tintes menos tóxicos. Recientemente han desarrollado y probado dos nuevos tintes, y han conceptualizado algunas posibilidades adicionales. Uno de sus prototipos actuales es extremadamente prometedor, Loew dice.

El equipo ha formado una startup, Sondas potenciométricas, alojado en el Programa de incubación de tecnología de UConn, para continuar sus esfuerzos de comercialización.