Una forma rápida y confiable de detectar niveles de monóxido de carbono en el cuerpo podría permitir a los médicos diagnosticar enfermedades.

El monóxido de carbono normalmente se considera en términos de la cantidad de daño que puede causarnos, pero un equipo de científicos del Imperial College de Londres y la Universidad Politécnica de Valencia ha estado analizando los otros roles biológicos que puede desempeñar.

En realidad, el monóxido de carbono se produce en nuestro cuerpo en pequeñas cantidades, y es vital en una serie de procesos biológicos, actuando a menudo como una molécula mensajera. Con evidencia que sugiere la participación del monóxido de carbono en la resolución de la inflamación y posiblemente en el alivio de los trastornos cardiovasculares, es un área de interés creciente para muchos científicos.

Una posibilidad interesante es el uso terapéutico del monóxido de carbono para tratar enfermedades, pero esto, y otras áreas relacionadas, actualmente están limitados por la capacidad de rastrear con sensibilidad la generación de monóxido de carbono en tiempo real.

Ahora, una nueva tecnología, ideado por científicos de Imperial y Valencia y publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , tiene el potencial de ser utilizado para medir los niveles de monóxido de carbono en el cuerpo de manera efectiva y rápida.

Nueva forma de detectar el monóxido de carbono

Inicialmente, el grupo de Imperial estaba trabajando en el desarrollo de tiras que cambiaran de color que pudieran indicar los niveles de monóxido de carbono en el aire que nos rodea, evitando la interferencia del vapor o el humo. Tras la publicación de esta investigación, empezaron a trabajar con sus compañeros de Valencia, que estaban interesados ​​en las posibles aplicaciones biológicas de la tecnología.

Con el fin de desarrollar una técnica para detectar el monóxido de carbono en el cuerpo, Doctor. los estudiantes Anita Toscani y Jonathan Robson tuvieron que encontrar formas de detectar concentraciones mucho más pequeñas, pasando de detectar monóxido de carbono en partes por millón a partes por mil millones.

Un desafío adicional fue lograr esto evitando interacciones no deseadas con las muchas otras sustancias presentes. El líder del equipo del Departamento de Química de Imperial, Dr. James Wilton-Ely, explicó que:"Los desafíos gemelos son la sensibilidad y la selectividad, y creemos que hemos marcado ambas casillas ".

Señales brillantes

La intoxicación por monóxido de carbono ocurre cuando se une al hierro en la hemoglobina de nuestra sangre, impidiendo su capacidad para transportar oxígeno desde los pulmones al resto del cuerpo. En un giro interesante, esta misma afinidad por ciertos metales es lo que hace que la nueva técnica tenga tanto éxito. Utiliza rutenio (un metal en el mismo grupo de la tabla periódica que el hierro) con moléculas orgánicas cuidadosamente diseñadas (ligandos) adheridas.

Uno de estos ligandos está diseñado para tener la capacidad de brillar, o fluorescen, cuando se utiliza luz de la longitud de onda correcta, pero se "apagan" cuando se unen al rutenio metálico. Cuando hay monóxido de carbono presente, se une al rutenio, desprendiendo el ligando. Esto hace que el ligando se "encienda" y comience a emitir fluorescencia bajo una luz roja profundamente penetrante. haciéndose visible bajo un microscopio.

Los investigadores pudieron probar la técnica utilizando muestras de células tomadas de ratones, y descubrieron que podían detectar rápidamente el monóxido de carbono producido como respuesta cuando se inducía la inflamación en los ratones. Usando análisis de imágenes, luego podrían cuantificar la cantidad de monóxido de carbono presente a partir de la fluorescencia producida.

Esta tecnología tiene un gran potencial para futuras aplicaciones en el diagnóstico médico, pero también ilustra las diferentes formas en que deberíamos pensar sobre sustancias químicas como el monóxido de carbono. Como señaló el Dr. Wilton-Ely:"Esto ofrece una visión realmente agradable del mundo que nos rodea, muchas cosas tienen múltiples roles y reputaciones, y esto agrega una riqueza al mundo de la ciencia que debería ser acogida ".