Biosensores para diagnóstico médico

El doctor Víctor Altuzar Aguilar, miembro del cuerpo académico del Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología (Microna), de la Universidad Veracruzana, ha desarrollado un sistema de diagnóstico molecular mediante el uso de biosensores, el cual permitirá la detección temprana de padecimientos crónicos para un óptimo tratamiento.

La investigación que el doctor Altuzar Aguilar inició hace diez años está encaminada a mejorar la calidad de los diagnósticos médicos de los centros de salud mexicanos, mediante pruebas moleculares, estudiando el ácido desoxirribonucleico (ADN) de los pacientes, analizando si existe en este la modificación genética que desencadene una determinada enfermedad.

Con esta técnica, se espera poder evaluar a un mayor número de personas, obteniendo una mínima muestra sanguínea para tal tarea, es decir, una valoración en masa.

“Lo que hacemos es diagnosticar de manera paralela, llevar a cabo una prueba de laboratorio, por ejemplo a 400 personas, de un solo golpe. Solo necesitamos una pequeña gota de sangre para realizar este proceso. En lugar de extraer cuatro o cinco mililitros, usamos nanolitros. Estamos enfocados en poder simplificar la tarea de laboratorios y clínicas de salud. Imagina que hay una pandemia de dengue y en el hospital se saturan de trabajo, con estos biosensores se facilita el trabajo de diagnóstico, además de que el resultado es arrojado en un mínimo de dos horas”.

¿Qué son los biosensores?

De acuerdo con el artículo “Sensores y biosensores electroquímicos” de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), los biosensores son instrumentos analíticos basados en la respuesta de un material biológico en contacto con un transductor físico/químico que convierte la respuesta biológica en una señal eléctrica. La especialidad del reconocimiento permite que estos puedan operar matrices complejas, como sangre, iones y bacterias.

Los elementos biológicos que pueden ser usados en este dispositivo van desde una enzima, un anticuerpo o un ácido nucleico. Dada su aplicación, los biosensores también son llamados canarios químicos, biochips o biocomputers. En resumen, un biosensor es aquel dispositivo que sea capaz de detectar una reacción química a partir del reconocimiento del componente biológico, el cual se acopla permitiendo un resultado cuantitativo, derivado de un parámetro bioquímico complejo.

El uso de los biosensores en el área médica puede mejorar significativamente la técnica de los análisis clínicos para detectar una enfermedad, ya que su uso aumenta la sensibilidad y la precisión. Con estos dispositivos no es necesario manipular las muestras ni contar con una gran variedad de reactivos; sin embargo, es posible hacer cientos o incluso miles de medidas con un solo biosensor, y así disminuir la complejidad de dichos ensayos, aumentar la rapidez del proceso y lograr un servicio más eficiente.

Detección de dengue, obesidad y cáncer

El doctor en ciencias con especialidad en física explicó que la técnica puede generar cambios positivos en el diagnóstico oportuno de padecimientos crónico degenerativos para su prevención y tratamiento óptimo.

“Hemos trabajado en el diagnóstico de dengue y obesidad. El segundo va enfocado en encontrar el gen que expresa la obesidad en niños, mediante un análisis de ADN. Estamos estudiando también la posibilidad de crear un biochip genérico que sea capaz de detectar la tendencia en los genes a padecer cáncer de mama y cervicouterino, esto con el objetivo de que el paciente pueda tomar las medidas necesarias para prevenirlo”.

De acuerdo con el miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), la técnica ideada para diagnóstico de dengue a partir del uso de biosensores es primordial para la prevención de epidemias transmitidas por mosquitos de la especie Aedes aegypti infectados, ya que los centros de salud podrían hacer frente a la ola viral que ataque la región y proporcionar el tratamiento adecuado para casos emergentes.

“Es importante reconocer qué clase de serotipo es el que contrae el paciente, por ejemplo, en Veracruz, estamos expuestos a los cuatro serotipos. Un diagnóstico positivo podría generar que se aplique el tratamiento adecuado para su pronta recuperación. Existen enfermedades que se asemejan al dengue en algunos síntomas, por otra parte la detección de este virus resulta efectiva después de tres o cinco días de haber sido adquirido. Con el uso de biosensores se prevé que, a diferencia de la técnica convencional, se pueda valorar incluso antes de que se desarrolle la enfermedad, dando una ventaja al sector salud para la aplicación de una terapia de prevención. Además de que con un equipo de alta sensibilidad, como el que manejamos, es mayor el número de pacientes susceptibles a practicar una evaluación, con esta tecnología podemos arrojar resultados hasta de 400 personas”.

El especialista expuso que las muestras de sangre que se extraen para el procedimiento de diagnóstico molecular que él propone se obtienen de manera tradicional, con la excepción de que la cantidad requerida es menor, ya que basta una gota para llevar a cabo el análisis con este método tecnológico.

En cuanto al diagnóstico de obesidad, el doctor en ciencias con especialidad en física detalló que la técnica usada es, de igual manera, una interacción biomolecular, cambiando únicamente el biomarcador, el cual sirve para determinar si el paciente posee el gen que expresa este padecimiento; sin embargo, enfatizó que “no es un cura; la finalidad es poder combatir la enfermedad generando una detección preventiva, en virtud del gen localizado”.

“Existen estudios donde se ha llegado a la conclusión que son los genes los que determinan el control del metabolismo humano. De hallar el gen específico que dispare esta enfermedad en el cuerpo a partir de una muestra de ADN, el biomarcador va a reaccionar de manera inmediata indicando la presencia de las anomalías que desarrollan este padecimiento crónico. En este momento, estamos colaborando con investigadores del Instituto Politécnico Nacional perfeccionando una prueba de detección de estos genes que afectan el funcionamiento de las reservas de grasas en el organismo en niños. Esto con el fin de prevenir la obesidad infantil en nuestro país”, informó el doctor Altuzar Aguilar.

Dentro de la línea de investigación que el doctor Víctor Manuel Altuzar Aguilar dirige, se contempla a futuro llevar la técnica biomolecular de los biosensores al diagnóstico oportuno de cáncer para asegurar su tratamiento en tiempo y forma.

“Por el momento no hemos llegado hasta ese nivel, lo más conveniente sería poder colaborar con genetistas expertos para desarrollar los biosensores adecuados que permitan una detección temprana de este mal degenerativo”.

Para finalizar, dijo que con este proyecto que ha llevado a cabo desde hace diez años espera poder aportar un cambio positivo y general, no solo al área médica sino también a la sociedad, proporcionando las herramientas que permitan tratamientos de distintas enfermedades, aplicados de manera correcta y temprana, mejorando la calidad de vida de pacientes mexicanos en los próximos años. De igual manera, agregó que junto con sus estudiantes se encuentra desarrollando sistemas portátiles de diagnóstico molecular que puedan ser llevados a comunidades rurales, beneficiando los sectores más desprotegidos del país.

Fuente: CONACYT.