Los científicos han establecido un nuevo método para obtener imágenes de proteínas que podría conducir a nuevos descubrimientos en enfermedades a través del análisis biológico de tejidos y células y el desarrollo de nuevos biomateriales que se pueden utilizar para la próxima generación de sistemas de administración de fármacos y dispositivos médicos.

Científicos de la Universidad de Nottingham en colaboración con la Universidad de Birmingham y el Laboratorio Nacional de Física han utilizado el instrumento 3-D OrbiSIMS de última generación para facilitar la primera asignación in situ sin matrices ni etiquetas de proteínas intactas en superficies con mínima preparación de la muestra. Su investigación ha sido publicada hoy en Comunicaciones de la naturaleza .

La Universidad de Nottingham es la primera universidad del mundo en poseer un instrumento OrbiSIMS 3-D. Es capaz de facilitar un nivel sin precedentes de análisis molecular espectral de masas para una variedad de materiales (materia dura y blanda, células y tejidos biológicos). La instalación en Nottingham también cuenta con instalaciones de criopreparación de congelación a alta presión que permiten que las muestras biológicas se mantengan cerca de su estado nativo como congeladas-hidratadas para complementar la liofilización y la fijación de muestras más comúnmente aplicadas pero más disruptivas. Cuando la sensibilidad de la superficie, alta masa / resolución espacial se combinan con un haz de pulverización catódica de perfilado de profundidad, el instrumento se convierte en una herramienta extremadamente poderosa para el análisis químico en 3D, como se demuestra en este trabajo reciente.

El Dr. David Scurr de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Nottingham dirigió este último estudio y fue apoyado por Ph.D. estudiante Anna Kotowska. David dijo:"El diseño y la innovación de la próxima generación de biomateriales se sustenta en la capacidad de caracterizar con precisión tejidos y materiales biológicos. El desafío para los científicos en esta área ha sido eliminar la complejidad química de tales sistemas. Este enfoque del análisis de proteínas ha Se ha demostrado utilizando ejemplos extremos para ilustrar su sensibilidad y especificidad mediante el mapeo químico de una monocapa de proteína (biochip de proteína) y la distribución de una proteína específica en la piel humana (sistema biológico complejo de múltiples capas) respectivamente. Con la capacidad de mapear químicamente proteínas de esta manera, estamos un paso más cerca de poder comprender los procesos biológicos fundamentales y desarrollar sistemas más efectivos para seleccionar fármacos y proporcionar recubrimientos para dispositivos médicos ".

El equipo de Nottingham ya ha aplicado la investigación de biomateriales para crear un nuevo tipo de catéter urinario en asociación con Camstent Ltd que está recubierto con un material resistente a bacterias descubierto por científicos de la Universidad de Nottingham.

El profesor Morgan Alexander es director de la Beca del Programa EPSRC en Descubrimiento de Biomateriales de Próxima Generación y la instalación 3-D OrbiSIMS, dijo:"La investigación que ahora podemos hacer con este instrumento está allanando el camino para cambios drásticos en la forma en que los materiales se pueden usar en medicina para tratar mejor enfermedades y dolencias. El revestimiento del catéter que hemos desarrollado en asociación con Camstent se ha ido todo el camino desde el descubrimiento de una nueva clase de materiales que nadie podría haber predicho hasta los ensayos clínicos y es un gran ejemplo de la aplicación de este tipo de investigación ".

Paula Mendes, Profesor de Materiales Avanzados y Nanotecnología en la Universidad de Birmingham, añade:"Con estas nuevas capacidades para caracterizar proteínas en las superficies, también surgen nuevas y emocionantes oportunidades para diseñar materiales funcionales con interacciones de proteínas predecibles para la tecnología de biosensores".