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Nano prueba sensible para ataques cardíacos, Alzheimer
Un detector ultrasensible de ADN y proteínas, que se espera que esté ampliamente disponible a finales de este año, podría salvar vidas al detectar enfermedades genéticas e infecciosas temprano, antes de que se vuelvan mortales o se propaguen. Su costo relativamente bajo y su simplicidad harán que las pruebas de diagnóstico que hoy en día solo se pueden realizar en laboratorios especializados disponibles en los hospitales locales. Además, debido a que es extremadamente sensible, podría detectar signos de enfermedad invisibles para las herramientas actuales.
El detector de proteínas y ADN de Nanosphere podría hacer que las pruebas de enfermedades genéticas y patógenos específicos, incluidos los agentes bioterroristas, sean tan rutinarias como los análisis de sangre habituales. (Foto y diapositivas cortesía de Nanosphere, Northbrook, IL.)
El dispositivo, que ha sido desarrollado por Nanoesfera , Northbrook, IL, basado en una investigación de Chad Mirkin , profesor de química en la Northwestern University, ya se está utilizando en varios laboratorios de investigación y está esperando la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos antes de que entre en uso general.
[Haga clic aquí para ver ilustraciones del proceso utilizado por el detector de ADN y proteína Nanosphere.]
En su primera aplicación, el detector a base de nanopartículas de oro les dirá a los médicos si los pacientes tienen un rasgo genético que los haga propensos a desarrollar coágulos de sangre durante la cirugía, lo que ayuda a los médicos a prevenir accidentes cerebrovasculares. Poco después, en espera de los resultados de los ensayos clínicos en curso, podría diagnosticar enfermedades cardíacas no detectadas previamente y ayudar a los investigadores a diagnosticar y desarrollar tratamientos para la enfermedad de Alzheimer mediante la detección de niveles de proteínas reveladoras en la sangre en concentraciones indetectables por cualquier otra tecnología, dice Bill Moffitt, director ejecutivo. de la nanoesfera.
Cada año, 100.000 pacientes que se quejan de síntomas similares a los de un ataque cardíaco son enviados a casa sin tratamiento porque los métodos actuales no pueden diagnosticar algunos ataques cardíacos, dice Moffitt. De estas personas, el 20 por ciento muere en un mes, dice. Y el resto tiene un riesgo mucho mayor de morir de un ataque cardíaco durante el próximo año. Moffitt dice que al detectar concentraciones mil veces más bajas que los métodos actuales de una proteína liberada en el cuerpo durante un ataque cardíaco, la tecnología Nanosphere puede ayudar a los médicos a diagnosticar y tratar estos ataques.
Moffitt dice que la tecnología ya se ha utilizado para detectar en una muestra de sangre una proteína que se cree que está asociada con el Alzheimer en etapa temprana en la sangre. Si este marcador demuestra ser indicativo de la vía del Alzheimer, entonces habremos desarrollado un análisis de sangre simple para el Alzheimer, dice. Y, según él, deberían saberlo de una forma u otra dentro de dos años.
Aunque todavía no existe un tratamiento para la enfermedad de Alzheimer, se podría utilizar una herramienta de diagnóstico definitivo para descartar la enfermedad en personas que tienen síntomas de demencia causados por otros factores. Quizás lo más importante es que tal capacidad de diagnóstico permitiría desarrollar y probar nuevos medicamentos para el Alzheimer, dice Moffitt.
Para detectar el ADN, los químicos recubren las nanopartículas de oro con múltiples hebras de ADN que son complementarias a la secuencia de ADN objetivo. Una vez que estas nanopartículas se unen al ADN objetivo, se capturan en una micromatriz que también se ha decorado con hebras complementarias de ADN. A medida que la luz atraviesa la matriz, las partículas la dispersan, creando un patrón que se puede capturar con el sensor de una cámara digital. Al variar la ubicación y la densidad del ADN en la matriz, los investigadores pueden determinar la concentración del ADN en una muestra, así como buscar múltiples marcadores genéticos con una prueba.
La detección de proteínas requiere un paso adicional, ya que las cadenas de ADN no se unirán específicamente a las proteínas. En lugar de ADN, los científicos de Nanosphere usan anticuerpos para capturar una proteína objetivo. Adjuntan estos anticuerpos a perlas magnéticas, que extraen la proteína de una muestra de sangre mediante un campo magnético. También unen anticuerpos a las nanopartículas de oro, lo que hace que estas partículas se adhieran a la proteína. Al igual que con el método de detección de ADN, estas partículas de oro contienen hebras de ADN, pero aquí estas hebras actúan, no como enlaces a la proteína objetivo, sino como etiquetas: cientos de ellas para cada proteína. Este ADN puede detectarse fácilmente mediante el mismo método de detección de microarrays.
Mirkin dice que la tecnología Nanosphere es órdenes de magnitud más sensible que otras técnicas de detección, además de rápida y precisa. Es más, la tecnología detecta ADN o proteínas directamente, no requiere una preparación costosa y lenta de muestras de sangre y puede analizar múltiples objetivos a la vez. Cambiará por completo la forma en que el mundo ve los diagnósticos, dice. Estoy muy seguro de que veremos muchas nuevas herramientas de diagnóstico surgir de esto.