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Investigadores del centro tecnológico IK4-TEKNIKER y la Universidad Complutense de Madrid están desarrollando biosensores para la detección electroquímica de marcadores relacionados con el cáncer y las enfermedades inflamatorias en suero humano. La tecnología se encuentra en fase de automatización y abre la puerta al futuro desarrollo de terapias personalizadas.
Con el objetivo de mejorar en el diagnóstico de enfermedades, IK4-TEKNIKER, con sede en Eibar (Gipuzcoa), ha avanzado en la investigación de una nueva tecnología de detección electroquímica de biomarcadores relacionados con cáncer y afecciones inflamatorias.
Los resultados, publicados en la revista científica Biosensors and Bioelectronics, permiten la cuantificación de las proteínas de interés directamente en suero de manera rápida y robusta, un logro que abre la puerta a la creación de tratamientos adaptados a las necesidades de cada paciente, según el centro tecnológico.
Partículas magnéticas
El centro tecnológico vasco lleva dos años trabajando en el desarrollo de esta tecnología, que permite incluso detectar in vitro sobreexpresiones de la proteína ErbB2 en líneas celulares de cáncer de mama, un biomarcador clave para el pronóstico y posterior tratamiento de esta enfermedad, el cáncer más frecuente en mujeres con un 23% del total de casos.
Los expertos de IK4-TEKNIKER, en colaboración con investigadores del grupo de electroanálisis y biosensores electroquímicos de la Universidad Complutense de Madrid, han desarrollado un biosensor basado en el uso de partículas magnéticas para la detección del ErbB2 en tres medios diferentes.
La tecnología permite la evaluación del estado del paciente mediante la cuantificación de los biomarcadores tanto en muestras de suero como en lisados celulares e incluso directamente en la superficie celular por medio de una técnica extremadamente sensible, pero al mismo tiempo de bajo coste y automatizable mediante protocolos específicos de preparativa de muestra mediante microfluídica.
Detección de biomarcadores mediante métodos electroquímicos. / IK4-TEKNIKER
Terapias personalizadas
“Hemos logrado detectar e inmovilizar células enteras que expresan de forma anormal esta proteína. Esto es importante porque abre la puerta al desarrollo de terapias personalizadas”, asegura Santos Merino, investigador responsable de la Unidad de Micro y Nanofabricaciónde de IK4-TEKNIKER.
El objetivo final del estudio es conseguir una tecnología de medición robusta, fiable, rápida y económica, que además permita hacer una medición conjunta de varios parámetros para obtener una información que permita un diagnóstico más completo. Los elementos clave del desarrollo en el que están trabajando se basan en que la tecnología permita detectar varios marcadores a la vez a partir de una muestra de suero pequeña, en un plazo de tiempo breve y que además esté automatizada para minimizar la acción humana en el proceso.
Según el grupo investigador, se trata de una tecnología extensible a otros ámbitos como el análisis de ADN libre circulante en muestras de sangre, una vía muy prometedora para el diagnóstico de enfermedades que podría sustituir las biopsias de tejido.
La tecnología se encuentra en fase de automatización y los investigadores esperan conseguir con ella la medición de hasta cuatro biomarcadores distintos de forma conjunta.
Referencia bibliográfica:
U. Eletxigerra, J.M. Martínez Perdiguero, S. Merino, R. Barderas, R.M. Torrente, R. Villalonga, J.M. Pingarrón, S. Campuzano. "Amperometric magnetoimmunosensor for ErbB2 breast cancer biomarker determination in human serum, cell lysates and intact breast cancer cells". Biosensors and Bioelectronics 70, 34 (2015).
Estos materiales están compuestos únicamente de proteínas, capaces de entregar de forma prolongada en el tiempo, nanopartículas que pueden dirigirse a células tumorales específicas y destruirlas. Imitan a los gránulos secretores naturales del sistema endocrino y han sido probados con éxito en modelos de ratón con cáncer colorrectal.
Un equipo de la Universidad Rey Juan Carlos está abordando el reto de definir y diseñar cómo se visualizará este gemelo virtual para simular distintos cambios de medicación y de tratamientos en esquizofrenia, ictus y epilepsia.
