Un nuevo invento de un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) promete una forma más rápida y económica de diagnosticar enfermedades con alta precisión. El profesor Zhang Yong del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ingeniería de NUS y su equipo han desarrollado un pequeño chip de microfluidos que podría detectar de manera efectiva cantidades diminutas de biomoléculas sin la necesidad de un complejo equipo de laboratorio.

El diagnóstico de enfermedades implica la detección y cuantificación de biopartículas de tamaño nanométrico como el ADN, proteínas, virus y exosomas (vesículas extracelulares). Típicamente, la detección de biomoléculas como proteínas se realiza mediante ensayos colorimétricos o marcaje fluorescente con un anticuerpo secundario para la detección, y requiere equipos de detección óptica complejos, como microscopía fluorescente o espectrofotometría.

Una alternativa para reducir el costo y la complejidad de la detección de enfermedades es la adopción de técnicas sin etiquetas, que están ganando terreno en los últimos tiempos. Sin embargo, este enfoque requiere ingeniería de precisión de nano-características (en un chip de detección), configuraciones ópticas complejas, nano-sondas novedosas (como óxido de grafeno, nanotubos de carbon, y nanovarillas de oro) o pasos de amplificación adicionales como la agregación de nanopartículas para lograr una detección sensible de biomarcadores.

"Nuestro invento es un ejemplo de diagnóstico disruptivo. Este diminuto biochip puede detectar con sensibilidad proteínas y vesículas de polímero de tamaño nanométrico con una concentración tan baja como 10 ng / ml (150 pM) y 3,75 μg / ml respectivamente. También ocupa un espacio muy pequeño , pesa sólo 500 mg y tiene un tamaño de 6 mm³. La detección se puede realizar utilizando microscopios de laboratorio estándar, haciendo que este enfoque sea muy atractivo para su uso en diagnósticos en el punto de atención, "explicó el profesor Zhang.

Su equipo, compuesto por el Dr. Kerwin Kwek Zeming y dos Ph.D. de NUS. estudiantes Sr. Thoriq Salafi y Sra. Swati Shikha, publicó sus hallazgos en una revista científica Comunicaciones de la naturaleza el 28 de marzo de 2018.

Enfoque novedoso para el diagnóstico de enfermedades

Este nuevo enfoque sin etiquetas fluorescentes utiliza los cambios laterales en la posición del sustrato de microperlas en las matrices de pilares, para cuantificar las biomoléculas, basado en el cambio en las fuerzas superficiales y el tamaño, sin la necesidad de ningún equipo externo. Debido al uso de desplazamiento lateral, las nanobiomoléculas se pueden detectar en tiempo real y la detección es significativamente más rápida en comparación con la detección basada en etiquetas fluorescentes.

"Estas técnicas también pueden extenderse a muchos otros tipos de nanobiomoléculas, incluida la detección de virus y ácidos nucleicos. Para complementar esta tecnología de chip, También estamos desarrollando un accesorio portátil para teléfonos inteligentes y una bomba de microfluidos para hacer que toda la plataforma de detección sea portátil para el diagnóstico de enfermedades de laboratorio externo. Esperamos seguir desarrollando esta tecnología para su comercialización, ", dijo el profesor Zhang.