Genómica tradicional, Los métodos de detección proteómicos y de otro tipo que se utilizan actualmente para caracterizar los mecanismos de los fármacos requieren mucho tiempo y equipos especiales. pero ahora los investigadores dirigidos por el químico Vincent Rotello de la Universidad de Massachusetts Amherst ofrecen un método de sensor multicanal que utiliza nanopartículas de oro que pueden perfilar con precisión varios medicamentos contra el cáncer y sus mecanismos en minutos.

Como Rotello y su estudiante de doctorado Le Ngoc, uno de los autores principales, explicar, para descubrir un nuevo fármaco para cualquier enfermedad, los investigadores deben analizar miles de millones de compuestos, que puede llevar meses. Una de las claves añadidas para llevar un nuevo fármaco al mercado, agregan, es identificar cómo funciona, su mecanismo químico. "La determinación rápida del mecanismo del fármaco agilizaría enormemente el proceso de descubrimiento de fármacos, abriendo la cartera de nuevas terapias, "Dice Ngoc.

Ella agrega, "Los fármacos con diferentes mecanismos provocan cambios en la superficie de las células que pueden leerse utilizando el nuevo sistema de sensores. Descubrimos que cada mecanismo de fármaco generaba un patrón único, y utilizamos estas diferencias en la superficie celular para perfilar rápidamente los diferentes mecanismos de los fármacos ". Los detalles de este trabajo aparecen en la edición actual de Nanotecnología de la naturaleza .

Para acelerar la detección de drogas, el equipo de investigación, que además de los químicos incluye un científico cognitivo de UMass Amherst y un científico de materiales del Imperial College, Londres, desarrolló un nuevo, enfoque basado en firmas utilizando un sistema de sensor de nanopartículas de oro y tres proteínas etiquetadas de manera diferente por color:azul, verde y rojo. El uso de una nanopartícula diseñada y tres proteínas fluorescentes proporciona "un sensor de tres canales que puede entrenarse para detectar cambios sutiles en las propiedades de la superficie celular, "señalan los autores.

Los cambios en la superficie celular inducidos por fármacos desencadenan que diferentes conjuntos de proteínas fluorescentes se enciendan juntas, ofreciendo patrones que identifican mecanismos específicos de muerte celular. El nuevo nanosensor se puede generalizar a diferentes tipos de células y no requiere pasos de procesamiento antes del análisis. Entonces, ofrece un simple, forma eficaz de acelerar la investigación en el descubrimiento de fármacos, toxicología y detección celular, añaden los investigadores.

En la actualidad, existen algunas pruebas de detección de drogas basadas en firmas que utilizan biomarcadores tradicionales, pero requiere procesamiento de celdas de varios pasos y equipo especial, limitando su utilidad señalan los autores. Con sus tres canales, plataforma del sensor de nanopartículas de oro, Rotello y sus colegas resuelven esos desafíos y mejoran la precisión. Más lejos, ellos dicen, "la salida rica en información permite la determinación de un mecanismo quimioterapéutico a partir de una sola medición, proporcionando respuestas mucho más rápido (en minutos) que los métodos actuales, utilizando instrumentación estándar de laboratorio ".

Esta invención podría tener un impacto potencial sustancial en el proceso de descubrimiento de fármacos, dice Ngoc. "El sensor no solo puede perfilar los mecanismos de los fármacos individuales, sino también determinar los mecanismos de las mezclas de fármacos, es decir, 'cócteles' de drogas que son una herramienta emergente con muchas terapias, " ella agrega.

Rotello enfatiza, "Si bien tenemos un conocimiento decente de las drogas individuales, todavía tenemos mucho que aprender sobre los mecanismos de las terapias combinadas. Además de la detección de drogas, La simplicidad y velocidad de esta tecnología habilitante promete acelerar enormemente la búsqueda de tratamientos eficaces contra el cáncer. y da un paso adelante en áreas como la toxicología, donde es necesario evaluar la seguridad de miles de productos químicos sin clasificar.

Los investigadores señalan que su nuevo sistema de sensores ofrece "un posible camino a seguir para la toxicología, proporcionando un método viable para clasificar las decenas de miles de productos químicos comerciales para los que no se dispone de datos ".