Un equipo dirigido por la Universidad La Trobe ha desarrollado una tira reactiva ultrasensible y de un solo uso que detecta microARN asociados a enfermedades en niveles extremadamente bajos. Esta tecnología podría allanar el camino para pruebas sencillas y asequibles en el lugar de uso para enfermedades como el cáncer.
Una tira de prueba simple y de un solo uso desarrollada por un equipo de investigación dirigido por la Universidad La Trobe en Australia podría algún día hacer que sea tan fácil detectar los primeros signos de cáncer como monitorear el nivel de azúcar en sangre.
El biosensor experimental, descrito en un artículo publicado en la revista PequeñaDetecta diminutas moléculas en la sangre llamadas microARN, que pueden actuar como señales de alerta temprana para diversas enfermedades. El diseño del equipo funciona de forma similar a una tira reactiva de glucosa, pero es mucho más sensible, detectando microARN en concentraciones hasta un billón de veces inferiores a las de la glucosa.
Los microARN son cadenas cortas de material genético que ayudan a regular la activación y desactivación de los genes. Los cambios en sus niveles se han vinculado al cáncer y otras afecciones, lo que los convierte en biomarcadores prometedores para el diagnóstico temprano y el seguimiento de enfermedades. Sin embargo, dado que circulan en el organismo en niveles extremadamente bajos, son notoriamente difíciles de medir fuera de laboratorios sofisticados.
“Los microARN proporcionan pistas tempranas sobre la salud y enfermedades como el cáncer, pero pueden ser difíciles de detectar incluso utilizando métodos de laboratorio estándar como las pruebas de PCR porque a menudo están presentes en pequeñas cantidades en la sangre, el plasma y la saliva”, dijo en un comunicado de prensa el coautor correspondiente Saimon Moraes Silva, director del Centro de Tecnología de Sensores Biomédicos y Ambientales (BEST) en La Trobe.
Para superar este desafío, el equipo construyó una tira reactiva electroquímica desechable que convierte la presencia de un microARN específico en una señal eléctrica. Al añadir una gota de plasma sanguíneo que contiene el microARN objetivo, la corriente medida por la tira cambia de forma que refleja la cantidad de ese microARN presente.
La autora principal, Vatsala Pithaih, candidata a doctorado en ciencias químicas en La Trobe, señala que el avance clave fue una enzima especializada que aumenta drásticamente la señal de la tira, lo que le permite detectar cantidades minúsculas de microARN.
“Al añadir una muestra a la tira reactiva, la señal eléctrica disminuye según la cantidad de microARN de interés presente”, explicó Pithaih en el comunicado de prensa. “La enzima amplifica este cambio para que podamos detectar microARN en concentraciones 1000 veces inferiores”.
Esta amplificación de señal es lo que lleva al dispositivo al rango attomolar (una concentración extremadamente baja) y acerca la idea de una prueba de microARN de bolsillo y sin laboratorio a la realidad.
Hoy en día, la mayoría de las pruebas de microARN dependen de laboratorios centralizados, instrumentos costosos y personal capacitado. Esto limita la frecuencia con la que se pueden realizar las pruebas a los pacientes y puede retrasar los resultados, especialmente en entornos de bajos recursos o comunidades remotas. Una tira desechable y económica que pudiera usarse en la cabecera del paciente, en una clínica o incluso en casa abriría nuevas posibilidades para el cribado y el seguimiento continuo.
El objetivo a largo plazo del equipo es integrar la tira en un dispositivo simple que personas no especialistas puedan operar, similar en espíritu a los medidores de glucosa para consumidores o las pruebas rápidas de COVID-19.
"Es emocionante estar un paso más cerca de un diagnóstico y seguimiento de enfermedades que sea realmente inmediato: asequible, conveniente, accesible y eficaz", agregó el coautor correspondiente Brian Abbey, profesor y subdirector del Instituto La Trobe de Ciencias Moleculares.
Aunque el trabajo actual se encuentra en fase experimental, demuestra que los microARN pueden detectarse eléctricamente a niveles extremadamente bajos utilizando una plataforma compacta y económica. Los próximos pasos probablemente incluirán probar las tiras con una gama más amplia de microARN, validar su rendimiento con muestras clínicas y desarrollar dispositivos fáciles de usar que puedan leer e interpretar las señales.
La investigación se basó en la experiencia de todo La Trobe, incluido el Centro de investigación ARC para biosensores moleculares en el punto de uso (MOBIUS), el Instituto La Trobe de Ciencias Moleculares, el Centro BEST y el Departamento de Bioquímica y Química de la Escuela de Agricultura, Biomedicina y Medio Ambiente.
Si la tecnología se puede convertir en un producto comercial robusto, podría ayudar a trasladar partes del diagnóstico del cáncer y otras enfermedades de los laboratorios especializados a entornos cotidianos. Esto, según los investigadores, no solo facilitaría el acceso a las pruebas, sino que también permitiría una detección más temprana, un seguimiento más frecuente y una atención más personalizada para pacientes de todo el mundo.
Fuente: La Trobe University