En la batalla contra el cáncer y otras enfermedades, El análisis preciso de proteínas específicas puede señalar el camino hacia tratamientos dirigidos. Científicos de la Technische Universitaet Muenchen (TUM, Alemania), junto con Fujitsu Laboratories de Japón, han desarrollado un nuevo chip biosensor que no solo reconoce proteínas que son características de enfermedades específicas, pero también puede mostrar si estas proteínas se modifican a través de la influencia de enfermedades o medicamentos.

El sistema inmunológico humano reconoce los patógenos mediante proteínas específicas en sus superficies. Este principio de detección se manifiesta una y otra vez en biología, y ya se utiliza en pruebas médicas. Estas pruebas suelen requerir cantidades relativamente grandes de material de muestra, sin embargo, y muchos problemas no se pueden investigar de esta manera. Para algunas pruebas, la proteína diana debe ser modificada químicamente por reactivos. Eso requiere tiempo y técnicos de laboratorio bien capacitados. Ahora, los científicos del Instituto Walter Schottky de TUM han desarrollado un biosensor cien veces más sensible que las pruebas disponibles actualmente para reconocer proteínas que son características del cuadro clínico de enfermedades específicas.

El chip biosensor contiene moléculas de ADN sintéticas, que tienen carga negativa, en una solución salina acuosa. Estas moléculas largas están atadas en un extremo a una superficie de oro. El extremo libre está etiquetado con un marcador fluorescente, para que pueda observarse ópticamente; y en la punta, los científicos pueden colocar una "sonda de captura, "una molécula que encaja con la proteína objetivo como la llave de una cerradura. Los potenciales eléctricos alternos ponen en movimiento las moléculas de ADN, balanceándose de un lado a otro entre los estados de "estar de pie" y "acostado" con cambios regulares en un campo muy reducido pero intenso. Si la proteína de interés está presente en el material de muestra colocado en el chip biosensor, se unirá a la molécula "clave". Y debido a que esto hace que las hebras de ADN sean considerablemente más pesadas, su movimiento de balanceo será notablemente más lento. La confirmación precisa de la identidad de la proteína capturada se puede deducir de las mediciones de este movimiento, ya que tanto el tamaño como la forma de la proteína afectarán la forma en que se mueven las moléculas de ADN.

Este enfoque es único en su capacidad no solo para determinar la concentración de la proteína objetivo, pero también para mostrar si está alterada por la enfermedad o por la influencia de la medicación. Los científicos están trabajando actualmente con un chip que puede analizar 24 proteínas diferentes en paralelo. "El potencial de analizar, en un solo chip, muchas proteínas a la vez en términos de múltiples parámetros representa un avance significativo, "dice el Dr. Ulrich Rant, jefe del proyecto. Rant es investigador en los laboratorios del Prof. Gerhard Abstreiter en el Instituto Walter Schottky, un instituto central de TUM centrado en la física fundamental de la electrónica de semiconductores.

Áreas de aplicación importantes para esta tecnología de chip biosensor, que los científicos de TUM han denominado "switchSENSE, "incluyen diagnósticos médicos, desarrollo de fármacos farmacéuticos, e investigación proteómica. Eventualmente podría llegar al consultorio del médico, como una herramienta de análisis sencilla y rápida para la identificación de enfermedades infecciosas.

Rant y su equipo han fundado una startup para comercializar su desarrollo, con el apoyo de Technische Universitaet Muenchen y su socio industrial Fujitsu Laboratories Ltd. Han obtenido apoyo adicional a través de un programa de transferencia de investigación llamado EXIST, patrocinado por el Ministerio Federal de Economía y Tecnología de Alemania. También han tenido éxito en las primeras etapas de dos concursos empresariales, el Muenchener Businessplan Wettbewerb y Science4Life. El desarrollo adicional está dirigido a la finalización de un prototipo de preproducción a finales de 2010 y proyectos piloto de colaboración con clientes en los sectores farmacéutico y biotecnológico.