Los investigadores del Programa de Salud de Precisión de la Universidad Estatal de Michigan han ayudado a desarrollar un método nuevo y fascinante para detectar la densidad de proteínas en la sangre, un método que podría mejorar enormemente la velocidad a la que se detectan y diagnostican las enfermedades.

El método, llamado "levitación magnética, "o MagLev, se había utilizado anteriormente para separar diferentes tipos de partículas en soluciones, organizarlos en grupos en función de sus densidades relativas en lugar de su peso. Ahora, dos nuevos estudios de Morteza Mahmoudi de Precision Health, profesor asistente, y Ali Akbar Ashkarran, investigador asociado, ilustre cómo el método también se puede aplicar al plasma sanguíneo humano, el componente líquido de la sangre. El plasma contiene muchos tipos de proteínas que realizan una multitud de funciones en el cuerpo.

"Cuando ponemos algo en líquido, se separa en sedimento por peso, ", Dijo Mahmoudi." Pero otra fuerza, la fuerza magnética, puede anular el peso y hacer levitar las proteínas. Esto nos permite definir con mucha más precisión la densidad de las proteínas en solución ".

Es importante poder medir con precisión la densidad de las proteínas en el cuerpo, ya que las proteínas juegan un papel importante tanto en los estados de salud como en los de enfermedad. Por ejemplo, las lipoproteínas transportan grasas a las células, las proteínas de los anticuerpos juegan un papel en la inmunidad y las proteínas de la coagulación ayudan a la coagulación de la sangre. Los métodos actuales para medir la densidad de proteínas en líquido no son fiables y, a menudo, destruyen las propiedades fundamentales de las proteínas.

En el primer estudio, publicado en Química analítica , el equipo aplicó la técnica MagLev en un pequeño tubo que contenía nanopartículas magnéticas en las que se habían introducido proteínas plasmáticas. Durante un período de tres horas, el equipo observó la aparición de varias bandas distintas que representan diversas formas de proteínas.

"Las proteínas crearon formas específicas cuando fueron levitadas, ", Dijo Mahmoudi." Parece una 'cara sonriente' de capas ".

Midiendo la densidad de las bandas, el equipo llegó a dos hallazgos dignos de mención. La primera fue que no había correlación entre la densidad de una proteína y su peso molecular, lo cual fue una sorpresa ya que va en contra del pensamiento convencional. El otro era que la densidad media de proteínas era mucho más baja de lo que habían sugerido estudios anteriores.

El mecanismo por el cual las proteínas se separan en capas por densidad no está del todo claro, pero puede deberse a diferencias estructurales y / o interacciones proteína a proteína.

"Los hallazgos son de crucial importancia, dado que la densidad de proteínas se utiliza para definir las propiedades físicas de las proteínas, incluyendo sus estructuras 3-D, "Mahmoudi dijo." Además, la densidad precisa de proteínas nos permite diseñar agentes terapéuticos más seguros y eficientes, como la nanomedicina ".

Entonces, el método MagLev no es solo una herramienta de investigación divertida, tiene implicaciones clínicas interesantes. La "firma" particular de las proteínas plasmáticas de un individuo podría decirle mucho al médico sobre el estado de salud de un paciente.

En efecto, esto es lo que Mahmoudi y Ashkarran establecieron en el segundo estudio, publicado en Materiales avanzados para el cuidado de la salud . Probaron clínicamente el método MagLev comparando el plasma de personas sanas con el de personas que abusan de los opioides. A partir del análisis de imágenes, encontraron diferencias claras y confiables en el espectro de proteínas plasmáticas de individuos sanos y de quienes abusan de los opioides.

Por ejemplo, los donantes que abusan de los opioides tenían niveles más altos de ciertas variantes de hemoglobina, un hallazgo que corresponde a la literatura previa que indica niveles más altos de hemoglobina en la sangre y en el cerebro de las personas.

El método es particularmente prometedor para el diagnóstico, un proceso potencialmente largo que puede retrasar el tratamiento. Mahmoudi dijo que él y su equipo están trabajando actualmente en el uso de MagLev para identificar otros tipos de enfermedades crónicas. como la esclerosis múltiple y el cáncer, donde un diagnóstico preciso es fundamental y, en muchos casos, salva vidas.

"Hay cuatro subtipos de EM, pero el diagnóstico se basa actualmente en el comportamiento del paciente, síntomas, y su respuesta al tratamiento, "Mahmoudi dijo." No existe un biomarcador o una prueba de resonancia magnética para diagnosticar los diferentes subtipos en las primeras etapas. Es fundamental diagnosticar correctamente el tipo de EM, ya que dicta qué tipo de tratamiento es el adecuado. Esperamos que este método MagLev proporcione a los médicos una técnica para definir los subtipos ".

El equipo también está analizando si MagLev se puede utilizar para diagnosticar el cáncer, donde la detección temprana puede afectar las tasas de supervivencia.

"Si podemos utilizar la técnica para detectar el cáncer antes, muchos más cánceres podrían tratarse con éxito, "Mahmoudi dijo." Los estudios muestran que muchos tipos de cánceres se pueden curar si se detectan en las primeras etapas. El verdadero problema es la detección tardía ".