Utilizando nanopartículas de oro y un polímero fluorescente, un equipo de investigadores estadounidense desarrolló un sensor de proteínas, más rápido, eficiente y económico que la técnica que se usa actualmente. Podría ser usado para el diagnóstico precoz de varias enfermedades, como el cáncer.

(Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Ricardo Gómez Vecchio) La nanotecnología sigue su marcha a paso firme. Esta rama de aplicaciones de la ciencia que estudia y manipula la materia a escalas nanométricas – un nanometro equivale a la mil millonésima parte de un metro- avanza con sus desarrollos en diversos campos, como la medicina, donde ofrece nuevas e ingeniosas aplicaciones. Un ejemplo de esto es un novedoso sensor de proteínas basado en nanomateriales, que tiene potencial utilidad para el diagnóstico temprano del cáncer y otras enfermedades. El dispositivo fue desarrollado por investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Massachusetts y de la Escuela de Química y Bioquímica del Instituto de Tecnología de Georgia, en los Estados Unidos. Está compuesto esencialmente por nanopartículas de oro y un polímero fluorescente que permite detectar, identificar y, en un futuro, tal vez cuantificar con precisión distintos tipos de proteínas. “La presencia de ciertas proteínas biomarcadoras o concentraciones irregulares de proteínas es un signo de cáncer y otras enfermedades”, dicen Vincent M. Rotello y un equipo de investigadores en un reciente trabajo publicado en Nature Nanotechnology. Allí explican que los “métodos de detección de proteínas sensitivos, convenientes y precisos brindan herramientas cruciales para el diagnóstico temprano y el exitoso tratamiento de los pacientes”. Sin embargo, la detección de estos compuestos orgánicos constituyentes esenciales de los organismos vivos es un problema y un desafío, debido a que presentan una gran diversidad y complejidad estructural. Hasta hoy, el método que más se usa para este fin se llama ELISA, que tiene alta sensibilidad, pero también un alto costo, inestabilidad y algunos desafíos para cuantificar las proteínas. El nuevo sensor se desarrolló en torno a un enfoque utilizado en los últimos años para detectar otras sustancias, como metales, iones, agentes volátiles, aminas aromáticas, aminoácidos y carbohidratos, que resultó en la llamada “nariz o lengua química”. Se trata de protocolos de detección que usan como base pares integrados por un receptor y una sustancia a la que éste reconoce. El primer desafío que debieron superar los investigadores para fabricar el sensor fue lograr un material que tuviera un área de superficie apropiada para que se unieran las proteínas, junto con el control de la estructura y la funcionalidad que se requiere para seleccionarlas. El segundo, fue cómo hacer evidente la unión de una determinada proteína con las nanopartículas. Para enfrentar estos desafíos utilizaron seis nanopartículas de oro y un polímero fluorescente. El polímero – molécula grande formada por la unión de moléculas más pequeñas-, se combina con las nanopartículas y de este modo se desvanece su fluorescencia. Al ponerse en contacto las proteínas con las nanopartículas, la fluorescencia del polímero vuelve a manifestarse. En este proceso, cada proteína genera un patrón de respuesta característico en cuanto a la fluorescencia, que sirve para diferenciarlas. Estos patrones pudieron ser identificados con alto grado de precisión usando una técnica denominada análisis linear discriminatorio (LDA por sus siglas en inglés), que se usa en estadística para reconocer la combinación lineal de características que diferencian dos o más clases de objetos de un evento. De este modo, los investigadores pudieron identificar con éxito, en 52 muestras diferentes, siete proteínas distintas, entre ellas, la fosfatasa ácida, la fosfatasa alcalina, el citicromo c y la lipasa. Posteriormente, para poder detectar proteínas desconocidas, diseñaron un protocolo que combina la técnica de LDA con mediciones del espectro ultravioleta. “A través de la aplicación de LDA podemos usar los cambios en la fluorescencia para identificar y cuantificar proteínas de un modo rápido, eficiente y general”, afirman los autores del trabajo, quienes dicen que “Las fuertes características de los componentes de las nanopartículas y el polímero, junto con la diversidad de funcionalidad de las superficies que pueden obtenerse fácilmente usando nanopartículas, hacen de este enfoque una promisoria técnica para el diagnóstico biomédico”. Si se comprueba que trabajar con nanomateriales no implica riesgos para la salud humana, punto sobre el que hay varias investigaciones en curso, pero aún no respuestas contundentes, los desarrollos nanotecnologicos podrían modificar en un plazo quizás no muy largo nuestra vida cotidiana en variados ámbitos. ¿NANO QUÉ? Una forma de definir a la nanotecnología es como el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala. Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas – un nanometro equivale a la mil millonésima parte de un metro- demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas. El desarrollo de esta disciplina se produjo a partir de algunas propuestas de Richard Feynman, premio Nobel de Física estadounidense fallecido en 1988 y conocido además por sus ingeniosas frases, como la que expresa: “La Física es como el sexo: seguro que da alguna compensación práctica, pero no es por eso por lo que la hacemos.”