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Desarrollado un biosensor que detecta el VIH solo una semana después de la infección

La tecnología, descrita en un artículo en la revista 'PLoS One', permite obtener los resultados clínicos el mismo día en que se obtiene la muestra, ya que el tiempo total del ensayo es de apenas 4 horas y 45 minutos.
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Fecha de publicació: 16/02/2017, 17:44 h | (58) veces leída
Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado y patentado un biosensor capaz de detectar en sangre el antígeno p24, una proteína presente en el VIH tipo 1, durante la primera semana después de la infección y en concentraciones hasta 100.000 veces inferiores a las que necesitan los sistemas actuales.
La tecnología, descrita en un artículo en la revista 'PLoS One', permite obtener los resultados clínicos el mismo día en que se obtiene la muestra, ya que el tiempo total del ensayo es de apenas 4 horas y 45 minutos.
El biosensor combina estructuras micromecánicas de silicio con nanopartículas de oro, ambas funcionalizadas con anticuerpos específicos al p24. Al final del inmunoensayo, el p24 es atrapado a modo 'sándwich' entre las nanopartículas de oro y las estructuras micromecánicas de silicio.
Las nanopartículas de oro presentan resonancias ópticas conocidas como plasmones capaces de dispersar la luz con mucha eficiencia y se han convertido en una de las estructuras que más interés han despertado en la última década en el campo de la óptica. Las estructuras micromecánicas son excelentes sensores mecánicos capaces de detectar interacciones tan pequeñas como las fuerzas intermoleculares.
Una combinación que produce señales mecánicas y ópticas para detectar el p24 que se amplifican la una a la otra produciendo una extraordinaria sensibilidad.
FUNCIONA A ALTA TEMPERATURA
El experimento se inicia incubando sobre el sensor un mililitro de suero humano durante una hora a 37 grados de temperatura, para permitir la unión de los antígenos p24 de HIV-1, si los hubiera, a los anticuerpos de captura ubicados en la superficie del sensor. Tras esto se vuelve a incubar, pero en este caso con nanopartículas de oro, a 37 grados durante 15 minutos, para el marcaje de las proteínas p24 capturadas.
Finalmente, el material resultante se somete a un enjuague para eliminar las partículas que no se han unido. "Es realmente rápido, por lo que, para confirmar el diagnóstico se podría incluso repetir las pruebas y los resultados clínicos podrían estar el mismo día del control médico", según Javier Tamayo, investigador que trabaja en el Instituto de Microelectrónica de Madrid.
En la actualidad existen dos formas para detectar el VIH en sangre, mediante la detección en sangre de ARN viral por las pruebas de amplificación de ácidos nucleicos, o al detectar p24 con los inmunoensayos de cuarta generación.
MEJOR QUE LOS MÉTODOS ACTUALES
El primer método presenta un límite de detección de 20 a 35 copias de ARN por mililitro, una concentración que no se acumula hasta dos semanas después de la adquisición del VIH. Y en los inmunoensayos de cuarta generación, la proteína debe estar en una concentración de 10 picogramos por mililitro, alcanzada aproximadamente tres o cuatro semanas después de la infección.
Por ello, ha añadido Priscila Kosaka, también autora de este trabajo, este nuevo biosensor "reduce la fase indetectable después de la infección a solo una semana", algo clave porque la detección temprana del VIH es crucial para la mejora de la salud del individuo.
Los cambios progresivos se producen después de la adquisición del VIH, como el agotamiento irreversible de los linfocitos CD4 en el intestino, la replicación en el sistema nervioso central y el establecimiento de reservorios latentes de VIH.
TAMBIÉN USADA CONTRA EL CÁNCER
La tecnología está siendo aplicada también para la detección precoz de algunos tipos de cáncer ya que el chip en sí mismo, la parte física, es el mismo para las pruebas de VIH y para la de los biomarcadores de cáncer. "Lo que cambia es la parte química, la solución que colocamos para que reaccione según lo que estamos buscando", ha asegurado Tamayo.
El biosensor usa estructuras que se fabrican con tecnologías bien establecidas en microelectrónica, lo cual permite su producción a gran escala y a bajo coste. Esto, unido a su simplicidad, lo podrían convertir en un buen candidato para ser usado en países en vías de desarrollo, según este experto.
Esta tecnología, está patentada por el CSIC y licenciada a la empresa Mecwins, una 'spin-off' del CSIC creada en 2008 por Javier Tamayo y Montserrat Calleja, que posee además tres patentes fruto del trabajo de este equipo del CSIC.

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado y patentado un biosensor capaz de detectar en sangre el antígeno p24, una proteína presente en el VIH tipo 1, durante la primera semana después de la infección y en concentraciones hasta 100.000 veces inferiores a las que necesitan los sistemas actuales.

La tecnología, descrita en un artículo en la revista 'PLoS One', permite obtener los resultados clínicos el mismo día en que se obtiene la muestra, ya que el tiempo total del ensayo es de apenas 4 horas y 45 minutos.

El biosensor combina estructuras micromecánicas de silicio con nanopartículas de oro, ambas funcionalizadas con anticuerpos específicos al p24. Al final del inmunoensayo, el p24 es atrapado a modo 'sándwich' entre las nanopartículas de oro y las estructuras micromecánicas de silicio.

Las nanopartículas de oro presentan resonancias ópticas conocidas como plasmones capaces de dispersar la luz con mucha eficiencia y se han convertido en una de las estructuras que más interés han despertado en la última década en el campo de la óptica. Las estructuras micromecánicas son excelentes sensores mecánicos capaces de detectar interacciones tan pequeñas como las fuerzas intermoleculares.

Una combinación que produce señales mecánicas y ópticas para detectar el p24 que se amplifican la una a la otra produciendo una extraordinaria sensibilidad.

FUNCIONA A ALTA TEMPERATURA

El experimento se inicia incubando sobre el sensor un mililitro de suero humano durante una hora a 37 grados de temperatura, para permitir la unión de los antígenos p24 de HIV-1, si los hubiera, a los anticuerpos de captura ubicados en la superficie del sensor. Tras esto se vuelve a incubar, pero en este caso con nanopartículas de oro, a 37 grados durante 15 minutos, para el marcaje de las proteínas p24 capturadas.

Finalmente, el material resultante se somete a un enjuague para eliminar las partículas que no se han unido. "Es realmente rápido, por lo que, para confirmar el diagnóstico se podría incluso repetir las pruebas y los resultados clínicos podrían estar el mismo día del control médico", según Javier Tamayo, investigador que trabaja en el Instituto de Microelectrónica de Madrid.

En la actualidad existen dos formas para detectar el VIH en sangre, mediante la detección en sangre de ARN viral por las pruebas de amplificación de ácidos nucleicos, o al detectar p24 con los inmunoensayos de cuarta generación.

MEJOR QUE LOS MÉTODOS ACTUALES

El primer método presenta un límite de detección de 20 a 35 copias de ARN por mililitro, una concentración que no se acumula hasta dos semanas después de la adquisición del VIH. Y en los inmunoensayos de cuarta generación, la proteína debe estar en una concentración de 10 picogramos por mililitro, alcanzada aproximadamente tres o cuatro semanas después de la infección.

Por ello, ha añadido Priscila Kosaka, también autora de este trabajo, este nuevo biosensor "reduce la fase indetectable después de la infección a solo una semana", algo clave porque la detección temprana del VIH es crucial para la mejora de la salud del individuo.

Los cambios progresivos se producen después de la adquisición del VIH, como el agotamiento irreversible de los linfocitos CD4 en el intestino, la replicación en el sistema nervioso central y el establecimiento de reservorios latentes de VIH.

TAMBIÉN USADA CONTRA EL CÁNCER

La tecnología está siendo aplicada también para la detección precoz de algunos tipos de cáncer ya que el chip en sí mismo, la parte física, es el mismo para las pruebas de VIH y para la de los biomarcadores de cáncer. "Lo que cambia es la parte química, la solución que colocamos para que reaccione según lo que estamos buscando", ha asegurado Tamayo.

El biosensor usa estructuras que se fabrican con tecnologías bien establecidas en microelectrónica, lo cual permite su producción a gran escala y a bajo coste. Esto, unido a su simplicidad, lo podrían convertir en un buen candidato para ser usado en países en vías de desarrollo, según este experto.

Esta tecnología, está patentada por el CSIC y licenciada a la empresa Mecwins, una 'spin-off' del CSIC creada en 2008 por Javier Tamayo y Montserrat Calleja, que posee además tres patentes fruto del trabajo de este equipo del CSIC.





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