Un nuevo tipo de sensores de alta sensibilidad y bajo costo, llamados biosensores plasmónicos, En última instancia, podría convertirse en un activo clave en la medicina personalizada al ayudar a diagnosticar enfermedades en una etapa temprana.
La medicina personalizada es uno de los nuevos desarrollos que se considera que revolucionará la atención médica. Un componente clave es la detección de biomarcadores, proteínas en sangre o saliva, por ejemplo, cuya presencia o concentración anormal es causada por una enfermedad. Los biomarcadores pueden indicar la presencia de enfermedades mucho antes de la aparición de los síntomas. Sin embargo, actualmente la detección de estas moléculas todavía requiere laboratorios especializados y es costosa.
Gracias al proyecto de investigación financiado con fondos europeos llamado NANOANTENNA, completado en marzo de 2013, los físicos unieron fuerzas con los químicos, nanotecnólogos e investigadores biomédicos con el objetivo de desarrollar un nanobiosensor plasmónico para la detección de proteínas. Consistía en nanoantenas, diminutas varillas de oro de unos 100 a 200 nanómetros de largo y de 60 a 80 nm de ancho. Al iluminar una nanoantena de este tipo, los electrones en el interior comienzan a moverse hacia adelante y hacia atrás, amplificar la radiación de luz en las regiones de puntos calientes de la antena, explica Pietro Giuseppe Gucciardi, físico del Instituto de Procesos Químico-Físicos, afiliado al CNR del Consejo Nacional de Investigación de Italia, en Messina, Sicilia. "El objetivo del proyecto era ofrecer una prueba de concepto, "dice Gucciardi.
Durante la década de 1990, los investigadores encontraron que los plasmones, diminutas ondas de electrones en superficies metálicas que aparecen cuando tales superficies están iluminadas, también amplifica la luz en un área cercana a esa superficie. En biosensores, Las moléculas de proteína se identifican irradiéndolas con luz infrarroja y analizando el espectro de la luz que emiten. conocido como espectro Raman. Si estas moléculas están cerca de nanopartículas, los plasmones en las nanopartículas mejoran la señal Raman proveniente de las moléculas que deben detectarse con varios órdenes de magnitud.
Las nanoantenas desarrolladas en este proyecto solo mejoran la señal Raman emitida si las biomoléculas están cerca de los puntos calientes. Por lo tanto, las moléculas deben quedar atrapadas para ser detectadas. Para hacerlo los investigadores adjuntaron biorreceptores, fragmentos de ADN diseñados para reconocer proteínas específicas, a las nanoantenas. Cuando las nanoantenas tachonadas con los biorreceptores se incuban en una solución que contiene los biomarcadores a detectar, estos últimos se adhieren a las nanoantenas. Cuando, después, estas nanoantenas están iluminadas con luz, muestran las huellas dactilares Raman tanto del biorreceptor como del biomarcador, como señala Gucciardi.
Un experto comenta que los programas de atención de la salud se están moviendo rápidamente hacia la prevención y la detección temprana de enfermedades, realizado en el punto de atención (POC) o condiciones al lado de la cama. "Es importante financiar esta investigación porque será un componente de la medicina futura, "dice Alexandre Brolo, profesor de química especializado en investigación en nanotecnología, que ha estado desarrollando biosensores plasmónicos en la Universidad de Victoria, Columbia Británica, Canadá. También cree que este enfoque hará que la atención médica sea más rentable. "Quieres algo que sea muy barato y que no suponga una gran carga para el sistema de salud, "dice Brolo.
Otro experto está de acuerdo. "Pequeña, Todavía se necesitan dispositivos compactos y autónomos con las mismas características en términos de sensibilidad y robustez que la instrumentación comercial actual basada en plasmónicos, "dice María Carmen Estévez, investigador del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología de Bellaterra, España. Los "usuarios finales" de estos biosensores deben comprender que el desarrollo de estos dispositivos por parte de investigadores de muchas disciplinas es un proceso largo. señala Estévez. Agrega que estos biosensores deberán integrarse con componentes ópticos, con electrónica para la lectura de las medidas, software para procesar todos los datos, y confiar en el uso de microfluidos para preparar y procesar la muestra.
