Científicos desarrollan una tecnología destinada a la detección de enfermedades

La presentación de este sistema, que puede resultar en la creación de biosensores para el diagnóstico rápido y precoz del cáncer de mama y de próstata, se concretó en la FAPESP Week Montevideo

Por Elton Alisson, desde Montevideo  |  Agência FAPESP – Científicos del Instituto de Química de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en su campus de la ciudad de Araraquara (São Paulo, Brasil), desarrollaron –en colaboración con pares de la University of Oxford, en Inglaterra–, una plataforma tecnológica que puede resultar en la creación de biosensores ultrasensibles para el diagnóstico rápido y precoz de una serie de enfermedades, tales como el cáncer de mama y el de próstata, el mal de Parkinson y el mal de Alzheimer, entre otras.

La presentación de esta tecnología, producto de un Proyecto Temático, que contó con el apoyo de la FAPESP, se concretó durante una conferencia realizada este jueves (17/11) en el marco de la FAPESP Week Montevideo.

Este simposio, organizado por la Asociación de Universidades Grupo Montevideo (AUGM), la Universidad de la República (UDELAR) y la FAPESP, tiene lugar hasta este viernes (18/11) en el campus de la UDELAR, en la ciudad de Montevideo. Su objetivo es fortalecer las colaboraciones actuales y sellar nuevas asociaciones entre científicos de América del Sur en las diversas áreas del conocimiento. Investigadores y dirigentes de instituciones de Uruguay, Brasil, Argentina, Chile y Paraguay toman parte en el encuentro.

“La plataforma tecnológica que hemos desarrollado es tan sensible que permitiría detectar el cáncer de próstata en un estadio muy inicial, cuando aún existen pocas células cancerígenas en circulación y sería imposible diagnosticar su presencia mediante una biopsia, por ejemplo”, declaró Paulo Roberto Bueno, docente de la Unesp de Araraquara y coordinador del proyecto, a Agência FAPESP.

El método consiste en la medición de la presencia de anticuerpos específicos, proteínas u otros biomarcadores (parámetros biológicos medibles que permiten conocer el estado de una enfermedad o la respuesta a un fármaco) en una muestra de sangre o en otros tipos de muestras biológicas, mediante la aplicación de electrodos a escala microscópica.

Al inmovilizar una molécula biológica –un anticuerpo marcador de una determinada enfermedad, por ejemplo– sobre la superficie de los microelectrodos proyectados a nivel molecular, es posible detectar la presencia de su antígeno en una muestra de sangre mediante métodos capacitivos cuánticos (señales cuánticas moleculares), por ejemplo.

Sucede que al entrar en contacto con el anticuerpo inmovilizado sobre el microelectrodo, el antígeno presente en la muestra de sangre de un paciente altera la señal eléctrica capacitiva (la carga eléctrica) de la superficie del material de manera bastante sensible.

Con base en la medición del cambio de la señal eléctrica de la superficie de los microelectrodos, es posible determinar en minutos la presencia del antígeno en la solución y cuantificarla de manera específica, libre de los efectos interferentes de otras proteínas existentes en la matriz sanguínea.

“Este proceso nos permite crear un sistema ultrasensible y altamente selectivo para determinar la presencia de moléculas biológicas de interés clínico en una muestra de sangre, por ejemplo”, afirmó Bueno.

Con el fin de detectar únicamente un tipo de molécula de interés entre miles de otras presentes en la muestra de sangre de un paciente –que también pueden afectar la señal eléctrica–, este sistema efectúa un análisis espectroscópico de sustancias basado en la producción y la interpretación de sus espectros de capacitancia (magnitud eléctrica).

Para ello, con el método propuesto por un grupo de investigadores encabezado por Bueno, se compara una muestra de sangre patrón, sin la presencia de un determinado anticuerpo –utilizada como señal eléctrica de referencia– , por ejemplo, con la muestra que se pretende analizar.

Se puede detectar y cuantificar mediante la aplicación de este método cualquier señal eléctrica distinta a la señal de referencia, de acuerdo con la explicación de Bueno.

“Esta tecnología también permite la combinación de varios electrodos para detectar la presencia y la cuantificación de diversos biomarcadores simultáneamente, tales como los asociados con el cáncer de próstata”, ejemplificó el investigador.

El principal biomarcador de esta enfermedad es el Antígeno Prostático Específico (PSA), que en niveles elevados indica el desarrollo de éste que es el segundo tipo de cáncer en lo que hace a cantidad de muertes por cáncer de varones en Brasil, detrás únicamente del cáncer de pulmón. Con todo, los niveles de PSA pueden variar naturalmente.

Con el fin de determinar el riesgo de que un paciente desarrolle cáncer de próstata, con este método se pueden rastrear al mismo tiempo el PSA y otros biomarcadores, tales como el PSA total y una proteína denominada PAP, también relacionada con la enfermedad.

“Si el sistema detecta que esas tres proteínas están variando de manera constante y concomitantemente en un determinado paciente, el médico puede identificar el riesgo de desarrollo de la enfermedad y derivar entonces a dicho paciente para la realización de un tratamiento preventivo, por ejemplo”, dijo Bueno.

“El mismo concepto es válido para otras enfermedades degenerativas, tales como el mal de Parkinson y el mal Alzheimer, que requieren diagnóstico precoz”, sostuvo.

Los científicos vislumbran la posibilidad de utilizar esta tecnología para realizar el diagnóstico de emergencia de otras enfermedades, tales como el dengue y las que provoca el virus del Zika, en el lugar donde las mismas aparezcan.

En lugar de recolectar las muestras de sangre de los pacientes con sospecha de infección por dengue o por el virus del Zika y enviarlas a un laboratorio para su análisis –lo cual puede tardar semanas–, este método podría emplearse para analizar las muestras en los propios domicilios, en una tarea a cargo de los agentes sanitarios. Los resultados de los exámenes podrían enviarse vía internet a un hospital de la zona, adonde se derivaría a los pacientes para su tratamiento.

“Aparte de agilizar el diagnóstico, este método puede ser útil para mapear focos de esas enfermedades y alertar al sistema de salud, mediante la creación de un banco de datos inteligente, que podría resultar en el desarrollo de un método de monitoreo online para todo el país, con actualización diaria”, sostuvo Bueno.

El potencial de mercado

Esta tecnología redundó en cinco patentes, depositadas por la University of Oxford en cotitularidad con la Unesp, y compartidas entre los científicos de ambas instituciones.

Con la mira puesta en el potencial de mercado del sistema, la universidad británica fundó una spin-off –una empresa naciente de base tecnológica derivada de una institución de investigación–, llamada Oxford Impedance Diagnostics, que licenció tres de las cinco patentes y pretende expandir el desarrollo de esta plataforma tecnológica.

La spin-off obtuvo una financiación “semilla” (seed money) por valor de dos millones de libras esterlinas –el equivalente a casi siete millones de reales– de inversionistas, entre ellos fondos de inversión de la propia University of Oxford, y “ángeles” inversores.

“El modelo de negocios de la empresa indica que al cabo de ocho años se crearán algunos test rápidos, que a su vez se comercializarán internacionalmente, destinados a la detección de una serie de enfermedades con base en la plataforma tecnológica que estamos desarrollando”, afirmó Bueno.