{"id":150018,"date":"2014-02-12T08:03:51","date_gmt":"2014-02-12T10:03:51","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=150018"},"modified":"2016-01-06T17:07:55","modified_gmt":"2016-01-06T19:07:55","slug":"avances-en-los-diagnosticos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/avances-en-los-diagnosticos\/","title":{"rendered":"Avances en los diagn\u00f3sticos"},"content":{"rendered":"

\"01-01\"Raul Aguiar<\/span><\/a>Dos sensores desarrollados recientemente en Brasil pueden derivar en m\u00e9todos de an\u00e1lisis cl\u00ednicos y de diagn\u00f3sticos de enfermedades m\u00e1s r\u00e1pidos y m\u00e1s baratos. En la localidad paulista de S\u00e3o Carlos, un equipo de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) perfeccion\u00f3 un tipo de transductor qu\u00edmico, denominado sistema de detecci\u00f3n conductim\u00e9trica sin contacto (C<\/span>4<\/sup>D), que se volvi\u00f3 as\u00ed 10 mil veces m\u00e1s sensible. Este avance lo torna equiparable con los mejores m\u00e9todos existentes de realizaci\u00f3n de an\u00e1lisis cl\u00ednicos o qu\u00edmicos en sistemas microflu\u00eddicos con empleo de microchips. En R\u00edo de Janeiro, cient\u00edficos de la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica (PUC-R\u00edo), en colaboraci\u00f3n con colegas de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), crearon un sensor de fibra \u00f3ptica destinado al diagnostico del dengue.<\/span><\/p>\n

El qu\u00edmico Renato Souza Lima, del Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos (IQSC) de la USP, y del Laboratorio Nacional de Nanotecnolog\u00eda (LNNano), dependiente del Centro Nacional de Investigaci\u00f3n en Energ\u00eda y Materiales, con sede en la ciudad de Campinas, sostiene que durante la \u00faltima d\u00e9cada, los dispositivos microflu\u00eddicos han sido bastante utilizados como herramienta anal\u00edtica en diversas \u00e1reas, tales como la de an\u00e1lisis de metales pesados y la de control de calidad de bebidas y alimentos, y en aplicaciones biol\u00f3gicas en el \u00e1rea de medicina. Los microchips con el sistema C4<\/sup>D presentan otras ventajas, tales como la facilidad de miniaturizaci\u00f3n y su car\u00e1cter universal como detectores. \u201cEsto convierte a esta t\u00e9cnica en una alternativa ideal para una gama enorme de an\u00e1lisis qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos\u201d, dice Souza Lima.<\/p>\n

Sin embargo, pese a sus ventajas, la t\u00e9cnica C4<\/sup>D presentaba una limitaci\u00f3n importante cuando se la comparaba con las t\u00e9cnicas electroqu\u00edmicas cl\u00e1sicas, tales como la amperometr\u00eda y la voltametr\u00eda: su baja sensibilidad. \u201cEsos dos tipos de an\u00e1lisis son miles de veces m\u00e1s sensibles que la detecci\u00f3n sin contacto (C4<\/sup>D)\u201d, explica Emanuel Carrilho, docente del IQSC de la USP y director de tesis doctoral de Souza Lima. \u201cPor eso, nuestro objetivo consisti\u00f3 en aumentar la eficiencia del dispositivo, mediante la expansi\u00f3n del \u00e1rea de cobertura de los electrodos (que se encargan de la detecci\u00f3n de las sustancias sometidas a an\u00e1lisis) y la disminuci\u00f3n del espesor del diel\u00e9ctrico (el aislante el\u00e9ctrico que los cubre). Es decir, lo que hicimos fue transformar el dispositivo de diagn\u00f3stico, que era poco sensible, en un sistema 10 mil veces m\u00e1s eficiente.\u201d<\/p>\n

\"\"Ilustraci\u00f3n: Raul Aguiar<\/span><\/a>Para arribar a este resultado, los cient\u00edficos de S\u00e3o Carlos modificaron la arquitectura del aparato, cambiando de lugar los electrodos. Normalmente, los microchips con C4<\/sup>D est\u00e1n compuestos por una l\u00e1mina de vidrio con microcanales, por los cuales corre el fluido que se pretende analizar, y otra plana, que hace las veces de \u201ctapa\u201d, en la cual se encuentran instalados dos electrodos. En esa configuraci\u00f3n, \u00e9stos se ubican fuera de los microcanales, grabados en otra l\u00e1mina de vidrio. De ese modo, la \u00fanica forma de incrementar la sensibilidad del dispositivo ser\u00eda agrandar el \u00e1rea de detecci\u00f3n de los electrodos, lo cual resulta poco pr\u00e1ctico. \u201cNuestra soluci\u00f3n consisti\u00f3 en ponerlos dentro de los microcanales, como un anillo conc\u00e9ntrico\u201d, comenta Carrilho. Para evitar que el electrodo entre en contacto con la sustancia que se analizar\u00e1, que es una caracter\u00edstica del detector C4<\/sup>D, se lo a\u00edsla aplic\u00e1ndole una cobertura fina, elaborada con una capa de 200 nan\u00f3metros de di\u00f3xido de silicio.<\/p>\n

Para efectuar el an\u00e1lisis cl\u00ednico de sangre u orina, por ejemplo, se induce a que una gota del material pase por los canales, donde el electrodo detecta la presencia de las sustancias de inter\u00e9s, ya sean end\u00f3genas, tales como glucosa o \u00e1cido \u00farico, por ejemplo, o ex\u00f3genas, tales como f\u00e1rmacos o contaminantes. Esto se hace de manera indirecta, pues el sensor (el microchip) mide la conductividad el\u00e9ctrica de la muestra del microfluido. \u201cEsta conductividad var\u00eda de sustancia en sustancia y de concentraci\u00f3n en concentraci\u00f3n para una misma sustancia\u201d, explica Carrilho. \u201cPuede detectarse cualquiera que altere la conductividad de la soluci\u00f3n al ocupar el canal.\u201d<\/p>\n

La \u00f3ptica en el dengue
\n<\/b>El sensor que desarrollaron los equipos de la PUC-R\u00edo y del UFPE, por su parte, se basa en la resonancia de plasmones superficiales localizados (LSPR, por sus siglas en ingl\u00e9s), un fen\u00f3meno \u00f3ptico que sucede cuando la luz interact\u00faa con nanopart\u00edculas met\u00e1licas, e induce una excitaci\u00f3n colectiva de electrones. La LSPR permite que determinadas longitudes de onda (colores) puedan absorberse. La f\u00edsica Isabel Cristina Carvalho, responsable del Laboratorio de Optoelectr\u00f3nica del Departamento de F\u00edsica de la PUC-R\u00edo y una de las coordinadoras del trabajo, explica que el dispositivo est\u00e1 montado con una delgada pel\u00edcula de oro de 6 nan\u00f3metros de espesor depositada en la punta de una fibra \u00f3ptica que despu\u00e9s se calienta durante cuatro minutos a 600\u00baC, lo que la transforma en nanopart\u00edculas de oro.<\/span><\/p>\n

\"\"Ilustraci\u00f3n: Raul Aguiar<\/span><\/a>\u201cEn una punta de la fibra, sobre las nanopart\u00edculas de oro, se fija el anticuerpo NS1 de la prote\u00edna del mismo nombre excretado por el virus\u201d, dice Rosa Dutra, docente de la PUC-R\u00edo. \u201cLa otra punta se conecta con un acoplador, del cual salen otras dos fibras \u00f3pticas, una que se conectar\u00e1 con una fuente de luz blanca y la otra con un espectr\u00f3metro que detecta la se\u00f1al que se refleja en la punta de la fibra que contiene las nanopart\u00edculas y los anticuerpos anti-NS1\u201d, dice Isabel. En el test, si la soluci\u00f3n no contiene el ant\u00edgeno, la longitud de onda medida con el espectr\u00f3metro no sufre alteraciones. De lo contrario, la se\u00f1al medida experimentar\u00e1 variaciones de color, lo que determinar\u00e1 las diferentes concentraciones del ant\u00edgeno NS1.<\/p>\n

Alexandre Camara, alumno de doctorado de Carvalho, explica c\u00f3mo funciona ese conjunto. \u201cEl efecto LSPR producido por las nanopart\u00edculas inmovilizadas con anticuerpos anti-NS1 en la punta de la fibra \u00f3ptica recibe el influjo del ambiente externo, es decir, de la presencia o la ausencia de ant\u00edgeno NS1. La respuesta del sensor depende en gran medida de ese ambiente exterior, y cualquier cambio de ese factor lleva a que el color absorbido por el medio cambie y se modifique la se\u00f1al monitoreada. \u201cNo detectamos directamente el virus del dengue, sino una prote\u00edna (NS1) que excreta el virus. En una fase aguda de la enfermedad, el valor de esa prote\u00edna\u00a0 aumenta, lo que constituye un indicador precoz de la gravedad de la afecci\u00f3n.\u201d<\/p>\n

La f\u00edsica Paula Gouv\u00eaa, del Laboratorio de Sensores de Fibra \u00d3ptica (LSFO) de la PUC-R\u00edo y tambi\u00e9n una de las l\u00edderes del trabajo, comenta que el sensor de dengue tuvo origen en otro que su grupo creara anteriormente. \u201c\u00c9ste es una adaptaci\u00f3n del que empezamos a desarrollar en 2007\u201d, recuerda. \u201cEn aquella \u00e9poca, iniciamos una colaboraci\u00f3n entre el LSFO, el Laboratorio de Optoelectr\u00f3nica y el Instituto Real de Tecnolog\u00eda de Suecia, con miras a desarrollar un sensor de fibra \u00f3ptica utilizando nanopart\u00edculas de oro\u201d. En 2011, Renato Ara\u00fajo, de la UFPE, asisti\u00f3 a una presentaci\u00f3n de Gouv\u00eaa sobre el dispositivo y tuvo la idea de adaptarlo para detectar el dengue.<\/p>\n

As\u00ed empez\u00f3, en 2012, la colaboraci\u00f3n entre los grupos de la PUC-R\u00edo y de la UFPE. \u201cEsto tuvo su inicio con el trabajo experimental realizado por los alumnos Alexandre Camara y Ana Carolina Dias\u201d, comenta Gouv\u00eaa. En esa etapa de adaptaci\u00f3n del sensor para la detecci\u00f3n del dengue, el trabajo se desarroll\u00f3 en ambas universidades. \u201cAlexandre aprendi\u00f3 la t\u00e9cnica en la UFPE, en Recife, y la trajo a R\u00edo\u201d. Hasta ahora, los ensayos se han realizado \u00fanicamente en soluciones producidas en laboratorio con los ant\u00edgenos del dengue. El paso siguiente consistir\u00e1 en la realizaci\u00f3n de mediciones in vivo<\/i>, con muestras de sangre de pacientes infectados. \u201cLo que hemos hecho hasta ahora consiste en una prueba de concepto del nuevo sensor: todav\u00eda no es un prototipo\u201d, explica Ara\u00fajo. \u201cAl igual que el nuestro, existen algunos otros m\u00e9todos probados en laboratorio que podr\u00edan utilizarse en el diagn\u00f3stico del dengue. La transformaci\u00f3n de un resultado como el que obtuvimos en un producto requiere todav\u00eda la ejecuci\u00f3n de varios pasos, tales como la evaluaci\u00f3n econ\u00f3mica de la producci\u00f3n de las diferentes t\u00e9cnicas.\u201d<\/p>\n

Sin s\u00edntomas
\n<\/b>De acuerdo con los resultados obtenidos en los ensayos, el nuevo dispositivo se mostr\u00f3 sumamente prometedor. Una de sus mayores ventajas consiste en permitir la detecci\u00f3n del dengue desde el primer d\u00eda de contaminaci\u00f3n, cuando el paciente a\u00fan no presenta s\u00edntomas de la enfermedad. Esto resulta sumamente \u00fatil, ya que un diagn\u00f3stico precoz puede evitar la muerte de pacientes por no haber recibido el tratamiento adecuado a tiempo para prevenir problemas m\u00e1s graves, como los causados por el dengue hemorr\u00e1gico. \u201cOtra ventaja de nuestro sensor radica en que con \u00e9l es posible realizar las mediciones con tan s\u00f3lo una gota de muestra\u201d, a\u00f1ade Camara. \u201cEl poco tiempo necesario para realizar el test (en 20 minutos es posible contar con un diagn\u00f3stico) y el esperado bajo costo de producci\u00f3n, tambi\u00e9n lo vuelven atractivo\u201d. Rosa Dutra recuerda que este sensor puede ser port\u00e1til y puede usarse tambi\u00e9n en laboratorios.<\/p>\n

Este trabajo fue financiado mediante una asociaci\u00f3n entre la Coordinaci\u00f3n de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes) y la Swedish Foundation for International Cooperation in Researchand Higher Education, que apoya estudios conjuntos entre Brasil y Suecia. La investigaci\u00f3n tambi\u00e9n cont\u00f3 con recursos de ambas universidades, del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq) y de la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de R\u00edo de Janeiro (Faperj). Un art\u00edculo referente al mismo sali\u00f3 publicado en la revista Optics Express<\/i>.<\/p>\n

El sensor qu\u00edmico para la realizaci\u00f3n de an\u00e1lisis cl\u00ednicos que desarroll\u00f3 el equipo de la USP de S\u00e3o Carlos tampoco est\u00e1 listo a\u00fan. \u201cYa ha generado una patente, pero todav\u00eda falta desarrollo\u201d, dice Carrilho. \u201cSe encuentra a punto como para salir de la universidad rumbo a una empresa de base tecnol\u00f3gica, para luego salir mercado. Una empresa de S\u00e3o Carlos llamada ParteCurae Analysis manifest\u00f3 inter\u00e9s en la transferencia de tecnolog\u00eda\u201d. Seg\u00fan Carrilho, existen tan s\u00f3lo dos peque\u00f1os fabricantes de microchip con C4<\/sup>D en el mercado, por eso las mejoras que los investigadores desarrollaron en este tipo de sensor podr\u00edan volverlo m\u00e1s competitivo. La investigaci\u00f3n cont\u00f3 con el apoyo de la FAPESP, mediante la asignaci\u00f3n de una beca doctoral a Lima, y de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep); y redund\u00f3 en la publicaci\u00f3n de un art\u00edculo en la revista ChemComm<\/i>, de la Royal Society of Chemistry.<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nSistemas microflu\u00eddicos electroqu\u00edmicos ultrasensibles (n\u00ba 2010\/ 08559-9<\/a>); Modalidad<\/b> Beca doctoral; Investigador responsable<\/b> Emanuel Carrilho \u2013 IQ-USP; Becario<\/b> Renato Souza Lima; Inversi\u00f3n<\/b> R$ 88.808,87 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nLima, R.S. et al.<\/em> Highly sensitive contactless conductivity microchips based on concentric electrodes for flow analysis<\/a>. Chemical Communications<\/b>. Publicado online<\/i> el 9 oct. 2013.
\nCamara, A.R. et al.<\/em> Dengue immunoassay with an LSPR fiber optic sensor<\/a>. Optics Express<\/b>. v. 21, n. 22, p. 27023-31. nov. 2013.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Es posible realizar la detecci\u00f3n precoz del dengue","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[316],"coauthors":[112],"class_list":["post-150018","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-medicina-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/150018","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=150018"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/150018\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=150018"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=150018"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=150018"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=150018"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}