Vasily Kolchenko, profesor asociado de ciencias biológicas en el New York City College of Technology (City Tech), es un jugador clave en un equipo de investigación que recientemente logró un gran avance con una enorme importancia potencial para el tratamiento de enfermedades graves.

Su trabajo lo ha hecho posible, por primera vez, para detectar la partícula de virus más pequeña. Dado que incluso una partícula viral puede representar una amenaza mortal, La investigación probablemente hará una contribución importante a la investigación en curso sobre la detección temprana de enfermedades como el SIDA y el cáncer.

Hasta que el equipo de investigación anunció su descubrimiento este año en Letras de física aplicada (27 de julio 2012), ningún instrumento o metodología había tenido éxito en la detección confiable y precisa de una sola partícula de virus, que está en el rango de tamaño de una nanopartícula. (Aproximadamente 80, 000 nanopartículas, una al lado de la otra, tendrían el mismo ancho que un cabello humano).

La investigación tendrá potencialmente un impacto inmenso en el público en general, ayudar a la detección de enfermedades en su etapa más temprana cuando hay menos patógenos presentes y la intervención médica puede ser más efectiva. Este nuevo enfoque también tiene posibles aplicaciones en la identificación de numerosas moléculas, especialmente proteínas, que son importantes para la investigación del desarrollo de fármacos, tanto como los objetivos como los tratamientos.

Si bien los científicos han utilizado durante mucho tiempo microscopios para ver objetos tan pequeños como bacterias, los virus son mucho más pequeños. Incluso los microscopios electrónicos más sensibles, que son engorrosos, caro y difícil de operar, no puede garantizar la detección de estas pequeñas partículas.

El avance del equipo implicó la adición de una nano-antena al dispositivo sensor de luz para mejorar la señal. "La idea de que la luz puede 'sentir' la presencia de nanopartículas y responder a su llegada fue innovadora, "Dice el Dr. Kolchenko.

"Dado que todos los virus más mortíferos y las moléculas biológicas más interesantes (proteínas y ADN) pertenecen al mundo nano, nuestra investigación resultó verdaderamente innovadora, y su promesa es casi ilimitada en términos de detectar prácticamente todo lo de interés en las ciencias de la vida, " él añade.

Dr. Kolchenko, que tiene un título de médico, un doctorado en fisiología y una maestría en matemáticas de la Universidad de Kiev, proporcionó una combinación única de experiencia en bioinformática, matemáticas y medicina que fueron parte integral del éxito del proyecto en el aislamiento del virus ARN individual más pequeño, MS2.

"Me interesé por primera vez en realizar una investigación sobre el uso de la luz para la detección y medición de los objetos biológicos y no vivos más diminutos cuando escuché una charla sobre biosensores que dio el profesor Stephen Arnold de Polytechnic / NYU en City Tech, "dice el Dr. Kolchenko, quien enseña biología en City Tech y bioinformática en Polytechnic.

El proyecto de investigación de dos años, financiado por $ 400, 000 por la National Science Foundation, se ha realizado en el Laboratorio de Micropartículas de Biofotónica del Politécnico / NYU, bajo la dirección del Dr. Stephen Arnold, en colaboración con los departamentos de física de la Universidad de Fordham y Hunter College, y el departamento de ciencias biológicas de City Tech. Polytechnic / NYU ha solicitado una patente de utilidad para la innovadora innovación del equipo.

Antes del último proyecto de NSF, diez años de investigación de laboratorio por parte del Dr. Kolchenko y sus colegas dieron como resultado el desarrollo de una diseño de bajo costo para más sensibles, dispositivos en miniatura que podrían detectar y medir virus, proteínas y ADN en tiempo real. Desde 2005 hasta 2008, El equipo publicó artículos detallando su progreso en revistas tan prestigiosas como Letras de física aplicada , Discusiones de Faraday y Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

"Uno de los objetivos finales es desarrollar dispositivos portátiles, barato, Dispositivos fáciles de usar y altamente sensibles para entornos de investigación y atención médica, "dice el Dr. Kolchenko." Esta investigación abre la puerta a la detección y medición altamente sensibles de nanopartículas biológicas y de otro tipo que son esenciales en biología molecular, medicina clínica y diagnóstico, epidemiología, ecología, nanotecnología y otros campos ".

Se planean más investigaciones, según el Dr. Kolchenko. "Dado que las moléculas de proteína individuales son mucho más pequeñas que las partículas virales, su detección será la prueba definitiva del método, ", dice." Esperamos que después de algunas investigaciones y desarrollos adicionales, nuestro método también permitirá la detección de una sola proteína ".

Dicha investigación podría permitir la detección temprana de marcadores de cáncer, que son moléculas de proteína que se producen cuando el cáncer crece. En la actualidad, hay varios marcadores que podrían ser detectados potencialmente por el nuevo biosensor; la detección temprana de estos marcadores podría permitir que el tratamiento comience antes, mejorar las tasas de supervivencia del cáncer.

Dice el Dr. Kolchenko, "Simplemente hemos arañado la superficie de lo que es probable que sea posible".