Srikanth Sinamaneni, Doctor, y el equipo de investigación utilizó un proceso llamado impresión biomolecular para crear el biosensor plasmónico. Este proceso implica unir las proteínas diana a la superficie de las nanovarillas, luego agregando pequeñas moléculas alrededor de las proteínas para formar una capa de polímero alrededor del exterior de las nanovarillas. Las proteínas diana se eliminan para dejar cavidades en la superficie de las nanovarillas, que son los anticuerpos artificiales. Cuando las nanovarillas con los anticuerpos artificiales se exponen a una sustancia, como la orina, que contiene la proteína diana, esas proteínas se asientan en las cavidades, similar a una pieza de rompecabezas que encaja en un rompecabezas.
(Phys.org) - Detectar si un paciente tendrá una lesión renal aguda podría ser tan simple como sumergir una tira reactiva de papel impresa con nanovarillas de oro en una muestra de orina, ha descubierto un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis.
Srikanth Singamaneni, Doctor, profesor asistente de ingeniería, junto con Evan Kharasch, MARYLAND, Doctor, y Jerry Morrissey, Doctor, en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, han desarrollado un sensor biomédico que utiliza nanobarras de oro diseñado para detectar la elevación de la proteína lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos (NGAL), un biomarcador prometedor para la lesión renal aguda, en la orina. Los biomarcadores son típicamente pequeñas moléculas o proteínas en el cuerpo cuya concentración cambia en respuesta a una enfermedad o terapia.
"Esta tecnología innovadora y muy prometedora ofrece el potencial de llevar las pruebas de función renal a la cabecera de la cama, con mayor accesibilidad y menor costo, "dice Kharasch, el profesor Russell y Mary Shelden de Anestesiología y profesor de bioquímica y biofísica molecular. "Además, este ensayo de prueba de concepto puede ser de aplicación mucho más amplia a varios tipos de pruebas clínicas y biomarcadores, permitiendo la creación de muchos ensayos nuevos, de forma más rápida y rentable ".
Lesión renal aguda, que ocurre cuando los riñones se vuelven incapaces de filtrar los productos de desecho de la sangre, se desarrolla rápidamente en unas pocas horas o unos días. Es común en personas hospitalizadas, particularmente en aquellas personas críticamente enfermas o que se han sometido a una cirugía cardíaca. Hasta la fecha, no ha habido ningún sensor que pueda detectar fácilmente si una persona sufrirá una lesión renal aguda.
"Si podemos encontrar una tecnología económica que pueda usarse de manera más eficiente, podemos detectar esto mucho antes y salvar muchas vidas, "dice Singamaneni, ingeniero en ciencia de materiales e ingeniería mecánica. "Nuestro objetivo es poder imprimir este sensor en una hoja de papel con una impresora de inyección de tinta de uso diario para que los médicos y las clínicas tengan una prueba económica disponible cuando la necesiten".
Para crear el sensor, el equipo utilizó una técnica llamada biosensores plasmónicos, que es capaz de detectar cantidades muy pequeñas de biomarcadores. Sin embargo, Los anticuerpos naturales tienen una vida útil corta y su desarrollo y aplicación son costosos y requieren mucho tiempo. así que Singamaneni y el equipo crearon anticuerpos artificiales. Para crear el biosensor plasmónico, utilizaron un proceso llamado impresión biomolecular.
Este proceso implica unir las proteínas diana a la superficie de las nanovarillas, luego agregando pequeñas moléculas alrededor de las proteínas para formar una capa de polímero alrededor del exterior de las nanovarillas. Las proteínas diana se eliminan para dejar cavidades en la superficie de las nanovarillas, que son los anticuerpos artificiales. Cuando las nanovarillas con los anticuerpos artificiales se exponen a una sustancia, como la orina, que contiene la proteína diana, esas proteínas se asientan en las cavidades, similar a una pieza de rompecabezas que encaja en un rompecabezas.
"Cuando iluminas nanobarras de oro, los electrones del metal se excitan y comienzan a oscilar, ", Dice Singamaneni." Hay dos bandas, o colores, de luz en el espectro de la nanovarilla de oro que muestra qué parte de la luz está siendo absorbida y dispersada por la nanovarilla. Cuando algo se pega a la superficie de la nanovarilla de oro, cambiará la posición de una de las bandas y cambiará el color. Ese color nos dice si el biomarcador de proteínas se ha unido a la nanovarilla de oro. Entonces podemos medir la cantidad de biomarcador por la cantidad de cambio de color ".
El equipo planea utilizar su éxito utilizando NGAL como biomarcador como modelo para reemplazar anticuerpos naturales con anticuerpos artificiales para otras proteínas. En 2010, Kharasch y Morrissey, profesor investigador de anestesiología, encontró que las proteínas acuaporina-1 y adipofilina estaban elevadas en la orina de pacientes con las formas más comunes de cáncer de riñón.
