¿Es posible detectar características del autismo al nacer? En el Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de Polonia en Varsovia, Los investigadores han desarrollado un sensor que podría hacer realidad esa detección. El principal componente de reconocimiento del nuevo dispositivo es una capa de polímero con una estructura cuidadosamente diseñada. Reconoce moléculas de oxitocina, un compuesto considerado como uno de los biomarcadores del autismo.

En la sangre circulan moléculas de muchos compuestos químicos. Uno de ellos es la oxitocina, un compuesto más comúnmente conocido como la "hormona del amor". Los distintos cambios en su concentración sanguínea sugieren que el paciente puede estar potencialmente predispuesto al autismo. En el futuro, será posible detectar estos cambios utilizando un nuevo sensor químico que reconoce selectivamente incluso pequeñas cantidades de oxitocina. Se acaba de publicar una descripción del trabajo en el dispositivo en Biosensores y bioelectrónica .

En medicina, hay avances ocasionales que dan como resultado una mejora cualitativa en la salud de poblaciones enteras. En el siglo 20, tales desarrollos incluyen el descubrimiento de antibióticos o la difusión de la vacunación. En el futuro cercano, Es probable que se produzca una revolución en una escala similar gracias a los nuevos dispositivos de diagnóstico que son sensibles, preciso, rapido y muy economico. Disponible en todo momento y para todos, Estos instrumentos podrían detectar enfermedades en etapas muy tempranas de desarrollo, contribuyendo así a un aumento espectacular de la eficacia del tratamiento. El elemento clave de este tipo de instrumento de diagnóstico innovador debe ser sensores fiables capaces de reaccionar ante la presencia incluso de un número reducido de moléculas de alta discriminación con respecto a compuestos químicos seleccionados.

"En los dispositivos desarrollados en nuestro equipo de investigación, el papel de reconocer los compuestos buscados lo desempeñan las capas de polímero cuidadosamente fabricadas e igualmente cuidadosamente producidas. La idea principal aquí es simple, es decir., Para que se reconozca cada compuesto, intentamos construir una capa de polímero con cavidades (huecos moleculares) que se adapten lo mejor posible a la forma, así como a las propiedades físicas y químicas de las moléculas del compuesto químico que queremos reconocer. en el entorno del sensor, "dice el profesor Wlodzimierz Kutner (IPC PAS).

'Estampar' la forma y las propiedades de las moléculas del compuesto seleccionado en la matriz del polímero es una técnica conocida como impresión molecular. Los monómeros funcionales se introducen en una solución que contiene las moléculas que se van a detectar. Se adhieren a los sitios de unión característicos de las moléculas que se van a imprimir. Luego se introduce un monómero reticulante, que se une rápidamente a los monómeros funcionales. La capa de reconocimiento del objetivo se forma después de la polimerización del monómero reticulante, y luego el aclarado de la estructura formó así las moléculas del compuesto seleccionado para la detección.

El equipo del profesor Kutner ya ha desarrollado muchas capas de polímeros que reaccionan selectivamente incluso a concentraciones bajas de sustancias químicas importantes. incluida la melamina, nicotina, albúmina y neopterina (uno de los biomarcadores del cáncer). Ahora, han desarrollado una capa de polímero de este tipo para detectar oxitocina.

"Una cosa es capturar moléculas de oxitocina en una capa de polímero, pero otra muy distinta leer la información de que las cavidades moleculares se han llenado, "dice la Dra. Zofia Iskierko del equipo del Prof. Kutner." Para nosotros, la señal de presencia de oxitocina en la capa de reconocimiento es un cambio en la capacitancia eléctrica. Por eso producimos estas capas en pequeños electrodos de oro. Insertamos los electrodos en un tubo a través del cual fluye una solución de sangre (en nuestras pruebas, sangre artificial). Las moléculas de oxitocina se hunden en las cavidades de la capa de polímero, cambiando así la capacitancia eléctrica del sistema de medición ".

En pruebas experimentales, Resultó que el nuevo sensor detecta concentraciones micromolares de oxitocina y reacciona a su presencia incluso cuando está rodeado por moléculas de estructura muy similar. El equipo del profesor Kutner está trabajando para aumentar la sensibilidad del sensor a un nivel que permita la detección de concentraciones nanomolares. El objetivo, aquí, es lograr una sensibilidad que permita utilizar una sola gota de sangre para realizar una variedad de pruebas diagnósticas. Los experimentos realizados en los laboratorios IPC PAS también mostraron que la capa de reconocimiento de polímero es relativamente duradera y permite múltiples repeticiones de medición sin detrimento de su sensibilidad y selectividad.

Los cambios en la concentración de oxitocina en sangre por sí solos no aclaran si una persona está predispuesta al autismo. Antes de que se haga el diagnóstico, Debe comprobarse la concentración de al menos algunas otras sustancias (biomarcadores) típicamente asociadas con esta enfermedad.

"Nuestro sensor químico de oxitocina es realmente solo un primer paso hacia la construcción de un dispositivo médico más avanzado que diagnostique una predisposición al autismo. Durante algún tiempo, hemos estado trabajando en capas de polímeros que responden a la presencia de otros dos compuestos asociados con el autismo, a saber, melatonina (que no debe confundirse con melamina) y ácido gamma-aminobutírico, "destaca el líder del proyecto de investigación Dr. Piyush S. Sharma (IPC PAS).