Investigadores de la Queen's University de Belfast han desarrollado una nueva prueba de biomarcadores enzimáticos altamente innovadora que tiene el potencial de indicar enfermedades y contaminación bacteriana ahorrando tiempo. dinero y posiblemente vidas.

La prueba, desarrollado por científicos del Instituto para la Seguridad Alimentaria Global en Queen's, puede detectar marcadores enzimáticos de enfermedades conocidas como proteasas en humanos, animales y productos alimenticios.

Las proteasas son cruciales para el crecimiento de microorganismos y son responsables de la progresión de muchas enfermedades.

Los niveles de proteasas pueden estar muy elevados en la orina de pacientes con enfermedad renal diabética, o en los sitios de heridas infectadas. Similar, en vacas, una elevación de las proteasas en la leche puede revelar enfermedades como la mastitis bovina, un tipo de infección de la glándula mamaria. En la comida, las proteasas producidas por bacterias contaminadas en la carne y los productos lácteos pueden provocar rancidez, así como una menor vida útil y calidad.

Los métodos actuales de detección de proteasas son costosos, requieren mucho tiempo y no siempre son eficaces. Los científicos del Queen's Institute for Global Food Security han desarrollado un nanosensor que ha resultado en Detección de proteasas rápida y rentable en la leche y la orina.

Dra. Claire McVey, Investigadora y coautora de Queen's del estudio publicado en una revista líder Nano investigación , explica:"No solo la prueba es barata de producir, pero se puede utilizar en cualquier lugar y no depende de las condiciones del laboratorio. Eliminar la necesidad de realizar pruebas en un laboratorio es un cambio de vida. Además de ser rentable, significa un diagnóstico más rápido ".

El nanosensor basado en nanopartículas de oro ideado por los investigadores de Queen indica cuándo están presentes las proteasas a través de una reacción de cambio de color visible. Las nanopartículas de oro son bien conocidas por su capacidad para acelerar la oxidación de una sustancia química llamada tetrametilbencidina (TMB), visible a través de una formación de color azul vivo.

Cuando se agrega caseína (una molécula presente en la leche) a las nanopartículas de oro, rodea las nanopartículas actuando como una barrera superficial protectora. Cuando se introduce TMB, la caseína evita la reacción de oxidación, lo que significa que no hay o solo un ligero cambio de color.

Donde hay proteasas presentes, se 'comen' la barrera protectora de caseína, exponiendo la superficie de las nanopartículas de oro. En este caso, cuando se agrega TMB, las proteasas han eliminado la caseína, lo que significa que la oxidación se produce rápidamente y provoca un cambio rápido de color.

Dr. Cuong Cao, el académico principal del estudio:"Cuando agregamos TMB a las nanopartículas de oro cubiertas de caseína, podemos saber virtualmente al instante si hay proteasas presentes si la solución se vuelve azul o no. Normalmente, este tipo de pruebas lleva mucho más tiempo ".

Usando este enfoque, Las proteasas se pueden detectar en 90 minutos sin la necesidad de equipos de laboratorio complicados o costosos.

Además, los 'ingredientes' para fabricar el nanosensor están fácilmente disponibles y son de bajo costo. Las nanopartículas de oro se pueden producir en abundancia, con poca restricción en los requisitos de almacenamiento, por lo que es una sustancia duradera y barata.

El enfoque desarrollado por los investigadores de Queen se probó en leche y orina, pero podría adaptarse para otras aplicaciones.

El Dr. Cao explica:"El uso de moléculas distintas de la caseína para revestir la superficie tiene el potencial de detectar otros tipos de biomarcadores enzimáticos. Por ejemplo, recubrir las nanopartículas con lípidos podría detectar la enzima lipasa, que podría ayudar en el diagnóstico de enfermedades como la pancreatitis.

"Tras la validación completa de esta prueba, nos gustaría explorar cómo podríamos expandir la aplicación para detectar una serie de otras enfermedades o alimentos contaminados. Este nuevo enfoque permitirá la identificación de biomarcadores enzimáticos en el punto de atención. Podría cambiar el panorama de cómo se detectan y diagnostican los biomarcadores enzimáticos, teniendo un impacto no solo en la seguridad alimentaria, sino en el diagnóstico de enfermedades relacionadas con enzimas entre animales y humanos. El alcance potencial de esta prueba es enorme ".

Profesor Elliott, El fundador del Institute for Global Food security y co-investigador del estudio comentó:"La capacidad de diagnosticar enfermedades o contaminación rápidamente puede tener un gran impacto en la forma en que se pueden tratar los problemas graves. El costo ultrabajo del sistema ayudar a reducir los costos de las pruebas y podría transformar la cantidad de pruebas realizadas en el mundo en desarrollo ".