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Investigadores australianos y de la Universidad Rovira i Virgili han creado un sensor óptico para detectar un biomarcador, llamado TNF-α, cuya sobreproducción se asocia con la inflamación y la destrucción de tejido en diversos tipos de úlceras, como las de los pies y las piernas.
El TNF-α es una citoquina proinflamatòria (proteína que regula el mecanismo de la inflamación) y se correlaciona con el estado de cicatrización de las heridas. Tiene un papel importante en la inmunidad y la inflamación. Es un importante marcador biológico presente alrededor de las heridas crónicas como úlceras diabéticas de los pies, úlceras por presión o úlceras venosas de las piernas.
Ahora, investigadores de la Universitat Rovira i Virgili (Tarragona) y de la Universidad de Australia Meridional (UniSA) han desarrollado un biosensor para detectar este biomarcador de manera rápida y fiable. Su registro y cuantificación es relevante porque indica la evolución de las heridas y permite ver la evolución del tratamiento, ya que su sobreproducción se asocia a la inflamación persistente y la destrucción de tejido.
El nuevo instrumento está diseñado con un material altamente penetrable, la alúmina nanoporosa, con nanoporos de 50 nanómetros de tamaño, la superficie de los cuales es modificada químicamente con el objetivo de que quede unida selectivamente al biomarcador TNF-α que se quiere detectar.
Los nanoporos aumentan la superficie efectiva de detección. Por ese motivo este sensor es altamente sensible, de forma que, en este caso, no detecta falsamente otros elementos que se podrían encontrar en los líquidos de las heridas.
La unión del biomarcador TNF-α con la superficie de los nanoporos causa un cambio en la respuesta óptica, que se cuantifica mediante una técnica llamada espectroscopia de reflectancia interferomètrica, un método óptico que permite detectar niveles de señal ínfimos y obtener así un sensor de alta sensibilidad que no requiere elementos adicionales como, por ejemplo, marcadores fluorescentes.
Este estudio establece las bases para desarrollar nuevos biosensores basados en nanomateriales como herramientas para el diagnóstico y la vigilancia de la evolución curativa de las lesiones crónicas.
Evitar desplazamientos e incrementar la vigilancia
En estos momentos el sensor sólo se utiliza en un ámbito experimental, pero una vez desarrollado íntegramente se podría aplicar de forma que el paciente lo utilizaría en casa, obtendría los datos y los enviaría telemáticamente al centro de salud para que hiciesen el análisis sin tener que desplazarse.
Analizar el proceso de evolución de la enfermedad evitaría, además del desplazamiento del paciente, un análisis y vigilancia más frecuente de la evolución de la herida y disminuiría los costes, porque se reducirían el número de visitas al centro de salud. Se trata de pacientes que muchas veces son crónicos, como los diabéticos, y en muchos casos las evoluciones de estas heridas son muy largas.
Este trabajo, publicado en la revista Sensors Actuators, B Chem, se ha realizado en colaboración entre el grupo de investigación del Instituto Future Industries de UniSA dirigido por el profesor Nicolas H. Voelcker, y el grupo de investigación NePhoS (Sistemas Nanoelectrónicos y Fotónicos) del departamento de Ingeniería Electónica, Eléctrica y Automática de la URV, dirigido por el profesor Lluis Marsal.
La colaboración entre estos dos grupos de investigación ha incluido una estancia de tres meses del estudiante Gayathri Rajeev de la universidad australiana en los laboratorios de la URV, supervisada por las investigadoras del grupo Nephos Beatriz Prieto y Elisabet Xifré.
Referencia bibliográfica:
Rajeev, G.; Cifro-Perez, E.; Prieto Simon, B.; Cowin, A. J.; Marsal, L. F.; Voelcker, N. H. A “Label-Free Optical Biosensor Based on Nanoporous Anodic Alumina for Tumour Necrosis Factor-Alpha Detection in Chronic Wounds”. Sensors Actuators, B Chem. 2018, 257, 116–123. https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.10.156
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