Un nuevo sensor detecta un biomarcador de la esclerosis múltiple durante sus estadios iniciales

Se trata de una estrategia de diagnóstico cuyo desarrollo estuvo a cargo de científicos brasileños, y sirve también para realizar el diagnóstico diferencial de otra enfermedad desmielinizante conocida con el nombre de neuromielitis óptica. La determinación de ambas resulta difícil, aunque generan síntomas similares, y sus tratamientos son distintos

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en su campus de la localidad de Sorocaba (en el estado de São Paulo, Brasil), desarrollaron una técnica para la concreción del diagnóstico precoz de una enfermedad del sistema nervioso central: la esclerosis múltiple; y a su vez distinguirla de otra: la neuromielitis óptica. 

En personas acometidas por estas dolencias, el sistema inmunológico produce anticuerpos que atacan y dañan una parte de la vaina de mielina que envuelve a las neuronas y que colabora en la transmisión de los impulsos nerviosos. Con el tiempo, surgen lesiones permanentes en áreas del cerebro. 

Con un nanobiosensor desarrollado originariamente para detectar herbicidas, metales pesados y otros contaminantes, el grupo de la UFSCar creó un método que permite observar la interacción entre los anticuerpos presentes en las muestras de pacientes dispuestas en un microscopio de fuerza atómica (AFM, atomic force microscopy) y los péptidos que componen la vaina de mielina.

En ese instrumento se aplica a tal fin una técnica conocida con el nombre de espectrometría de fuerza a los efectos de medir la fuerza de las interacciones entre esas moléculas.

“Con el AFM es posible detectar la presencia de anticuerpos específicos de cada una de ambas enfermedades en el líquido cefalorraquídeo y en el suero sanguíneo. Si los anticuerpos son atraídos por los péptidos que depositamos en el sensor durante el test, esto constituye una señal de que el paciente tiene la enfermedad. Este aparato es sumamente sensible y puede detectar una pequeña cantidad de esos anticuerpos, o en otras palabras: con él se puede diagnosticar la enfermedad aun durante sus fases iniciales”, dijo Fabio de Lima Leite, investigador del Centro de Ciencias y Tecnologías para la Sostenibilidad de la UFSCar y autor del artículo publicado en la revista UltraMicroscopy. 

De Lima Leite comenzó a investigar en el campo de los nanobiosensores hace más de diez años, con la ayuda de la FAPESP, en el marco del programa Jóvenes Investigadores en Centros Emergentes, y prosiguió su estudio como coordinador del Grupo de Investigaciones en Nanoneurobiofísica (GNN) de la UFSCar.

La migración de la detección de herbicidas a la identificación de anticuerpos se concretó fundamentalmente a causa de la actual dificultad para diagnosticar las enfermedades desmielinizantes.

Generalmente se diagnostica la esclerosis múltiple clínicamente, con base en los síntomas que el paciente declara, y mediante estudios de resonancia magnética con los cuales se detectan lesiones en determinadas áreas del cerebro. 

“Además de ser más preciso y evitar errores de diagnóstico, este es un método que también es más barato. El aparato que se emplea, el microscopio de fuerza atómica, cuesta 100 mil reales, en tanto que una resonancia magnética sale por alrededor de 2 millones de reales”, dijo De Lima Leite. 

Los investigadores remarcan que cuanto antes se diagnostican estas enfermedades, más tempranamente se empieza con el tratamiento y menor será entonces el riesgo de que se produzcan secuelas. “No existe una cura, pero el diagnóstico precoz puede brindarles calidad de vida y un tratamiento más adecuado a esos pacientes”, dijo Ariana de Souza Moraes, investigadora de la UFSCar, y coautora del artículo. 

En su estudio, los investigadores utilizaron suero y líquido cefalorraquídeo de pacientes cursando distintos estadios de la enfermedad que se encontraban sometiéndose a tratamientos en el Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de Botucatu (de la Universidade Estadual Paulista, Unesp), bajo la responsabilidad de Doralina Guimarães Brum y de Paulo Diniz da Gama, del Instituto do Cérebro de la localidad de Sorocaba. La empresa RheaBiotech, que cuenta con el apoyo de la FAPESP a través del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE), administrada por Luís Antonio Peroni, purificó las muestras. 

Para el desarrollo del sensor fue necesaria la síntesis de péptidos de la proteína básica de mielina (conocida por sus siglas MBP, del inglés myelin basic protein) realizada en el laboratorio de Química de Péptidos de la Universidad de São Paulo (USP), coordinado por Maria Teresa Machini. 

“Fue necesario purificar el líquido cefalorraquídeo y el suero para dejar solo los anticuerpos en la muestra. De este modo fue posible detectar anticuerpos específicos para la esclerosis múltiple, como el anti-MBP85-99. Si esos anticuerpos están circulando en los pacientes, es probable que estos tengan esclerosis múltiple. Nuestro próximo objetivo en el estudio consiste en lograr elaborar un sensor que no necesite muestras purificadas”, dijo De Lima Leite.

En otro estudio, publicado recientemente en Scientific Reports, los investigadores de la UFSCar lograron detectar la neuromielitis óptica en pacientes y diferenciarlos con respecto a pacientes acometidos por esclerosis múltiple. “Ya existe un biomarcador específico para esta enfermedad. Por ende, fue posible detectar los anticuerpos de la acuaporina-4 en muestras de pacientes mediante la aplicación del mismo método utilizado para la detección de la esclerosis múltiple”, dijo De Souza Moraes. 

En la actualidad, la neuromielitis óptica puede detectarse a través de la aplicación de una metodología conocida como ELISA (ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas, por sus siglas en inglés), de bajo costo y amplio alcance de la población. “Pero esa plataforma no es tan sensible como el nanoinmunosensor, y no detecta la enfermedad en sus estadios iniciales”, dijo De Souza Moraes. 

Otra ventaja de esta tecnología consiste en permitir diferenciar entre ambas enfermedades, evitando los errores de diagnóstico aún comunes. “Son afecciones con síntomas parecidos, pero que poseen mecanismos de acción distintos y cuyos tratamientos son diferentes.  En un caso se recomienda la aplicación de inmunomoduladores y, en el otro, de inmunosupresores. La confusión en el diagnóstico puede agravar la enfermedad. Cuando se trata a un paciente con neuromielitis óptica como si tuviera esclerosis múltiple, la inflamación del nervio óptico se acelera y no puede revertírsela. Cabe esperar entonces que en el futuro esta herramienta se erija en un gran avance en el tratamiento de pacientes con enfermedades desmielinizantes”, dijo De Souza Moraes. 

Puede leerse el artículo intitulado Nanoimmunosensor based on atomic force spectroscopy to detect anti-myelin basic protein related to early-stage multiple sclerosis (doi: 10.1016/j.ultramic.2020.112946), de Pâmela Soto Garcia, Doralina Guimarães Brum, Osvaldo N. Oliveira Jr, Akemi Martins Higa, Jéssica Cristiane Magalhães Ierich, Ariana de Souza Moraes, Flávio Makoto Shimizu, Nancy M.Okuda-Shinagawa, Luís Antonio Peroni, Paulo Diniz da Gama, M. Teresa Machini, Fabio Lima Leite, en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030439911930101.