A medida que la ciencia médica ha llegado a comprender que el cuerpo humano está controlado a nivel molecular por varias proteínas, hormonas drogas y otras sustancias, Se han desarrollado tecnologías para detectar niveles de estas moléculas con el fin de monitorear la salud y diagnosticar enfermedades. Sin embargo, muchas de estas moléculas son tan pequeñas que no pueden ser detectadas por las técnicas de análisis más ampliamente disponibles, dejando preguntas sobre sustancias cruciales como los aminoácidos, azúcares y lípidos en gran parte sin respuesta.

Ahora, Los científicos del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard y el Hospital Brigham and Women's (BWH) han creado un nuevo tipo de inmunoensayo que es capaz de detectar moléculas pequeñas con una sensibilidad 50 veces mayor que los métodos de detección convencionales. y se puede integrar fácilmente en plataformas de diagnóstico existentes. La investigación se describe en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

"La sensibilidad analítica mejorada de nuestro ensayo permite la medición de moléculas pequeñas a concentraciones extremadamente bajas, y abre una ventana a fenómenos biológicos que antes eran inalcanzables, "dijo el autor principal David Walt, Doctor., un miembro de la facultad central del Instituto Wyss que también es profesor Hansjörg Wyss de ingeniería inspirada biológicamente en la Escuela de Medicina de Harvard (HMS) y profesor de patología en BWH, así como profesor del HHMI.

El nuevo enfoque se basa en un tipo de análisis llamado inmunoensayo competitivo, en el que se añaden una cantidad conocida de una molécula de interés marcada y una muestra con una cantidad desconocida de la molécula a una serie de anticuerpos a los que se unen. Entonces, las moléculas marcadas y no marcadas "compiten" por los mismos sitios de unión del anticuerpo. Al analizar la cantidad de la molécula de interés marcada que está unida a los anticuerpos en comparación con el número total de sitios de anticuerpos disponibles, es posible concluir que los sitios restantes están unidos por la molécula no etiquetada de la muestra, permitiendo determinar la concentración de esa molécula.

Los investigadores crearon dos tipos de inmunoensayos competitivos que utilizaron métodos ligeramente diferentes para capturar pequeñas moléculas de interés. basado en el sistema Simoa de Quanterix. El primer método utiliza microperlas magnéticas recubiertas con la molécula objetivo como competidor, mientras que el segundo método une la molécula objetivo a la enzima beta-galactosidasa, que luego se une a las perlas magnéticas para formar el complejo competidor. Después de permitir que las mezclas de perlas / anticuerpos se mezclen con una muestra que contiene una cantidad desconocida de la molécula diana, Las perlas se enjuagan para eliminar las moléculas no unidas y luego se agregan a un disco Simoa que contiene miles de micropocillos. cada uno de los cuales puede contener una perla unida a una molécula diana. Entonces tiene lugar una reacción que hace que cualquier pocillo que contenga una perla con la molécula diana marcada tenga fluorescencia. El menor número de pozos fluorescentes, cuantas menos moléculas objetivo marcadas estén unidas a las perlas, y por tanto, cuanto mayor sea la concentración de la molécula diana no marcada presente en la muestra.

Se analizaron dos pequeñas moléculas que son importantes para el funcionamiento normal del cuerpo humano:cortisol y PGE2. El cortisol se usa ampliamente para evaluar la función de las suprarrenales, pituitaria, y glándulas del hipotálamo, mientras que la PGE2 es una molécula de prostaglandina similar a una hormona que influye en la inflamación, Fertilidad, y función inmunológica. Los nuevos métodos competitivos pudieron detectar sus objetivos con una sensibilidad hasta 50 veces mayor que un ELISA convencional (ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas), en aproximadamente una hora.

"Nuestro plan es utilizar este método en el diagnóstico para mejorar la detección de hormonas en muestras de sangre, "dijo el primer autor Xu Wang, Doctor., becario de investigación postdoctoral en BWH y el Wyss Institute. "Estamos trabajando para intentar comercializar esta tecnología para la detección rápida de moléculas pequeñas para una variedad de aplicaciones clínicas y ambientales".

"El equipo de Walt continúa ampliando los límites en el campo del diagnóstico con este avance. Al detectar moléculas previamente indetectables en una hora, abren enfoques completamente nuevos para el diagnóstico y el seguimiento clínico que deberían mejorar en gran medida la salud humana. Es precisamente el tipo de innovación traslacional que esperamos habilitar y potenciar en el Wyss Institute, "dijo el director fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MARYLAND., Doctor., quien también es el Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en HMS y el Programa de Biología Vascular en el Boston Children's Hospital, así como profesor de Bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (SEAS).