Un descubrimiento pionero en el mundo realizado por investigadores de la Universidad de Monash y de la Universidad de Queensland podría conducir a tratamientos más rápidos y eficaces de complicaciones crónicas de salud, como las enfermedades cardiovasculares y el cáncer, con biosensores "fluorescentes" in vivo.

El equipo de investigación, dirigido por el Dr. Simon Corrie, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash y del Centro de Excelencia en Bio-Nanociencia y Tecnología Convergentes del ARC, tomó un anticuerpo que se une a las proteínas EGFR (receptor del factor de crecimiento epidérmico) y lo diseñó para controlar la concentración de proteínas EGFR en soluciones de suero a lo largo del tiempo.

Los coautores del trabajo, publicado en ACS Sensors, son el Dr. Christian Fercher, la Dra. Martina Jones y el profesor Stephen Mahler, de la Universidad de Queensland y el Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología.

La incapacidad de detectar el crecimiento de las proteínas EGFR en los seres humanos puede estar asociada al desarrollo de una serie de tumores, incluido el cáncer, así como a la aparición de enfermedades como el Alzheimer.

Utilizando un mecanismo de detección independiente desarrollado por el equipo de investigación, en el que intervienen tintes fluorescentes, los investigadores crearon un biosensor a partir de un anticuerpo bien conocido que era capaz de "leer" los cambios de la proteína EGFR en tiempo real mediante el seguimiento de los cambios detectables en los espectros de fluorescencia.

La capacidad de controlar las concentraciones de biomarcadores proteicos en los fluidos corporales en tiempo real es muy valiosa para el seguimiento de los pacientes con riesgo de deterioro rápido, incluidos los que requieren un control personalizado de los medicamentos o los que tienen un alto riesgo de complicaciones derivadas de condiciones críticas, como la sepsis, el ataque cardíaco o la respuesta de los tumores al tratamiento.

Hasta ahora nadie había conseguido diseñar un anticuerpo para realizar pruebas continuas.

"Todas las pruebas de diagnóstico con las que estamos familiarizados implican tomar una muestra de algo (sangre, orina, tejido) en un momento determinado y llevarla al laboratorio para interrogarla. Pero en el caso de los pacientes que sufren enfermedades agudas, en las que el tiempo de diagnóstico y el tratamiento rápido son muy importantes, este proceso de diagnóstico tradicional no es suficiente", explica el Dr. Corrie.

"El seguimiento de los cambios dinámicos en las proteínas, por ejemplo, el aumento o la disminución de los niveles de proteína a lo largo del tiempo, es probable que proporcione información mucho más detallada sobre una enfermedad o un proceso de tratamiento, pero los sensores necesarios para ello no existen fuera de las pruebas continuas de glucosa para la diabetes".

Nuestra capacidad de crear anticuerpos, que se unen de forma reversible a las dianas y pueden "leerse" mediante fluorescencia, significa que podemos desarrollar sensores in vivo. Estos sensores pueden controlar los niveles de biomarcadores críticos a medida que cambian con el tiempo en respuesta a una enfermedad o tratamiento, en lugar de limitarse a enviar una muestra a un laboratorio y obtener una instantánea en uno o dos días.

"Estos biomarcadores podrían incluir la cantidad de proteínas de superficie de una célula cancerosa y si un fármaco hace que se reduzca su tamaño, comprobando así la eficacia del tratamiento. También puede utilizarse para controlar la concentración de fármacos potencialmente tóxicos, como algunos antibióticos".

Este descubrimiento permitió diseñar un fragmento de anticuerpo capaz de unirse de forma reversible a un analito proteico (scFv) en una solución química, conservando la especificidad de la secuencia original del anticuerpo.

Gracias a sus esfuerzos, se logró registrar un seguimiento continuo in vitro durante varias horas.

"Se está trabajando para emplear tintes mucho más adecuados para las aplicaciones médicas", dijo el Dr. Corrie.

"En el futuro, esperamos que este proceso se utilice para generar una serie de biosensores que puedan monitorizar la concentración de proteínas de forma continua dentro del cuerpo humano, a través de un proceso biofarmacéutico o en el medio ambiente".

Fuentes: Monash University