Las nanopartículas se están utilizando cada vez más en el diseño de pruebas para enfermedades debido a su capacidad para interactuar específicamente con biomoléculas, como proteínas y ácidos nucleicos, que están presentes en la sangre y otros fluidos corporales.
Las nanopartículas pueden ser funcionalizadas con moléculas específicas que se unen a las biomoléculas de interés, lo que permite la detección y cuantificación de estas biomoléculas en la muestra. Además, las nanopartículas pueden ser diseñadas para tener una alta sensibilidad y selectividad, lo que las hace útiles para la detección de marcadores tempranos de enfermedades y la monitorización de la progresión de la enfermedad. Los sensores, que pueden detectar muchas proteínas cancerosas diferentes, también podrían usarse para distinguir el tipo de tumor o cómo responde al tratamiento.
Actualmente se trabaja en un nuevo diagnóstico, que se basa en el análisis de muestras de orina y que también podría diseñarse para revelar si un tumor ha hecho metástasis. Las nanopartículas están diseñadas para que cuando se encuentren con un tumor, desprendan secuencias cortas de ADN que se excretan en la orina. El análisis de estos «códigos de barras» de ADN puede revelar características distintivas del tumor de un paciente en particular. Los investigadores diseñaron su prueba para que se pueda realizar con una tira de papel, similar a una prueba de covid en el hogar, que esperan que sea asequible y accesible para la mayor cantidad de pacientes posible.
Sangeeta Bhatia, profesora John and Dorothy Wilson de Ciencias y Tecnología de la Salud y de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación en el MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer y del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT dice: “Estamos tratando de innovar en un contexto de hacer que la tecnología esté disponible para entornos de bajos y medianos recursos. Poner este diagnóstico en papel es parte de nuestro objetivo de democratizar los diagnósticos y crear tecnologías económicas que puedan brindarle una respuesta rápida en el punto de atención”.
Entre las aplicaciones de las nanopartículas en el diseño de pruebas para enfermedades se incluyen la detección de enfermedades infecciosas, como la COVID-19, y la detección de enfermedades crónicas, como el cáncer y la enfermedad cardiovascular.
Una vez que los sensores se secretan en la orina, la muestra se puede analizar usando una tira de papel que reconoce un indicador que se activa con una enzima CRISPR llamada Cas12a. Cuando un código de barras de ADN en particular está presente en la muestra, Cas12a amplifica la señal para que pueda verse como una tira oscura en una prueba de papel.
El uso de una mayor cantidad de sensores proporciona un impulso tanto en la sensibilidad como en la especificidad, lo que permite que la prueba distinga más fácilmente entre los tipos de tumores. Este tipo de prueba podría usarse no solo para detectar el cáncer, sino también para medir qué tan bien responde el tumor de un paciente al tratamiento y si ha reaparecido después del tratamiento.
Leyenda: Los ingenieros del MIT han diseñado un nuevo sensor de nanopartículas que puede permitir el diagnóstico de cáncer con una simple prueba de orina. Las nanopartículas (azul) llevan códigos de barras de ADN (líneas en zigzag) que pueden ser escindidos por proteasas asociadas al cáncer en el cuerpo (formas de pac-man). Una vez cortados, los códigos de barras de ADN se pueden detectar en una muestra de orina.
Créditos:Imagen: Cortesía de los investigadores. Editado por MIT News
Por: Dalia Solano.
Fuentes:
MIT News.
A simple paper test could offer early cancer diagnosis.
Elsevier.
Nanomedicina y su impacto en la práctica médica.
