La medicina de precisión es un enfoque emergente para el tratamiento y prevención de enfermedades que toma en cuenta la variabilidad individual en los genes, el ambiente y estilo de vida de cada persona.
Este enfoque permitirá a los médicos e investigadores predecir de manera más precisa cuáles estrategias de tratamiento y prevención para una enfermedad en particular funcionarán para un grupo de personas. En el mundo en evolución de la medicina de precisión, la necesidad de métodos personalizados que puedan medir biomoléculas con precisión y especificidad supremas es esencial.
Los desarrollos recientes en micro y nanotecnologías hicieron posible la fabricación de dispositivos que integran una red determinista de nanocanales, es decir, con al menos una dimensión en un rango de uno a cien nanómetros. Esta nueva clase de dispositivos no solo encuentra aplicaciones donde los medios porosos menos definidos, también dan una nueva visión de los mecanismos de tamizado de las biomoléculas y el flujo de fluidos a nanoescala.
Por lo anterior, el profesor asociado Yan Xu de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad Metropolitana de Osaka y su equipo de investigación internacional han dado un gran paso en esta dirección. Han desarrollado un innovador dispositivo de nanofluidos capaz de capturar proteínas individuales de forma estocástica y detectarlas digitalmente en sus concentraciones naturalmente altas. Este avance podría potencialmente sentar las bases para el futuro de la prevención y el tratamiento personalizado de enfermedades.
La medicina de precisión tiene como objetivo adaptar las estrategias de prevención y tratamiento en función de los datos genéticos individuales, los factores ambientales, el estilo de vida y otros determinantes. Una parte integral de esto es la medición precisa de biomoléculas, como genes y proteínas, dentro de células individuales. Sin embargo, hasta ahora, no ha habido herramientas capaces de manejar simultáneamente el minúsculo volumen del contenido de una sola célula, generalmente del orden de picolitros (10-12 L), y cuantificar biomoléculas en entornos celulares de alta concentración.
El dispositivo, llamado Nanofluidic Aptamer Nanoarray (o NANa para abreviar), es un chip basado en nanocanales diseñado para el ensayo digital de moléculas individuales en una muestra con un volumen ultrapequeño equivalente al de una sola célula. Usando anticuerpos sintéticos conocidos como aptámeros, NANa puede capturar estocásticamente y detectar digitalmente moléculas individuales de proteínas objetivo incluso dentro de muestras de alta concentración. Estos aptámeros, que se unen a moléculas específicas, están densamente dispuestos dentro de los nanocanales del dispositivo.
De cara al futuro, los investigadores planean realizar demostraciones prácticas con muestras de células reales, digitalizar los datos de medición obtenidos y explorar el potencial de integrar la tecnología de reconocimiento de imágenes basada en IA y los macrodatos biológicos.
NANa, que digitaliza información sobre la cantidad de biomoléculas en células individuales, sirve como puente entre las ciencias biológicas y las ciencias de la información, allanando el camino para la medicina de precisión en el futuro.
Por: Dalia Solano
Fuente:
News medical life Science.
Innovative nanofluidic device detects single proteins at their naturally high concentrations.
