Los ingenieros biomédicos e investigadores del genoma de la Universidad de Duke han desarrollado un enfoque de prueba de principio que utiliza luz para detectar infecciones antes de que los pacientes muestren síntomas.

El enfoque se demostró en muestras humanas, y los investigadores ahora están desarrollando la técnica para la colocación en un chip, que podría proporcionar rápido, información simple y confiable sobre un paciente. Un dispositivo de diagnóstico basado en este chip también podría hacerse portátil.

Los investigadores desarrollaron una nanopartícula a base de plata que se aloja en un marcador molecular específico que se derrama en el torrente sanguíneo en las primeras etapas de una infección. Cuando la luz apunta a la muestra, la nanopartícula unida a un marcador molecular reflejará una huella digital óptica distinta.

"Hemos demostrado por primera vez que el uso de estas nano-sondas puede detectar materiales genéticos específicos tomados de muestras humanas, "dijo Tuan Vo-Dinh, R. Eugene y Susie E. Goodson, Profesora Distinguida de Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ingeniería Duke 'Pratt y directora del Instituto Fitzpatrick de Fotónica en Duke. También es profesor de química.

Los resultados de los experimentos de Duke aparecen en línea en la revista. Analytica Chimica Acta . Hsin-Neng Wang, un becario postdoctoral en el laboratorio de Vo-Dinh, fue el primer autor del artículo.

En este proyecto interdisciplinario, El equipo de Vo-Dinh colaboró ​​estrechamente con científicos del Instituto de Ciencias y Políticas del Genoma (IGSP) de Duke, que han desarrollado un método para medir la respuesta del huésped a la infección mediante la elaboración de perfiles de ARN.

La investigación cuenta con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud, la Agencia de Proyectos Avanzados de Defensa, el Departamento de Defensa y la Fundación Wallace H. Coulter.

En los experimentos de Duke, las nanosensas se utilizan junto con un fenómeno descrito por primera vez en la década de 1970 conocido como dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS). Cuando la luz, generalmente de un láser, se ilumina en una muestra, la molécula objetivo vibra y se dispersa con su propia luz única, a menudo denominado dispersión Raman. Sin embargo, esta respuesta Raman es extremadamente débil.

"Cuando la molécula objetivo se acopla con una nanopartícula o nanoestructura de metal, la respuesta Raman se ve reforzada en gran medida por el efecto SERS, a menudo en más de un millón de veces, "dijo Vo-Dinh, quien ha estado estudiando las aplicaciones potenciales de SERS durante décadas.

"Este importante estudio de prueba de concepto allana el camino para el desarrollo de dispositivos que miden múltiples marcadores derivados del genoma que ayudarán con un diagnóstico más preciso y rápido de enfermedades infecciosas en el punto de atención, "dijo Geoffrey Ginsburg, director de medicina genómica del IGSP, director ejecutivo del Centro de Medicina Personalizada de Duke Medicine, y profesor de medicina y patología.

"Esto guiaría las decisiones de atención que conducirán a un tratamiento más efectivo y mejores resultados de la terapia antimicrobiana, ", Dijo Ginsburg." Los diagnósticos en el punto de atención son muy prometedores para acelerar la medicina de precisión y, más importante, ayudar a los pacientes en entornos de recursos limitados a obtener acceso a las pruebas moleculares ".