Sistema novedoso de inmunoanálisis de flujo lateral para la determinación del antígeno específico de próstata

Un artículo reciente describió el desarrollo de una prueba de detección cuantitativa altamente portátil para el cáncer de próstata.

El cáncer de próstata (CaP) es el segundo cáncer más diagnosticado entre los hombres. El antígeno prostático específico (PSA) es el biomarcador tumoral más confiable y ampliamente aceptado para la detección y el seguimiento del estado del CaP. El PSA está presente en pequeñas cantidades en el suero de hombres con próstatas sanas, pero suele estar elevado en presencia de cáncer de próstata u otros trastornos de la próstata. Es una glicoproteína de 34.000 Dalton producida casi exclusivamente por la glándula prostática. El PSA es una enzima serina proteasa, cuyo gen se encuentra en el cromosoma 19.

Dado que la cuantificación del PSA sérico requiere acceso a laboratorios centralizados, que pueden no estar disponibles en los países en desarrollo, los investigadores de la Universidad de Cornell (Ithaca, NY, EUA), desarrollaron un sistema de análisis rápido que incluye un lector de tiras altamente portátil para la cuantificación fuera del laboratorio del PSA total a partir de una gota de suero en 20 minutos.

El sistema se basó en el método de inmunoensayo de flujo lateral (LFIA). Las pruebas basadas en LFIA se combinaron con teléfonos inteligentes y lectores portátiles alimentados por batería para generar imágenes de las tiras reactivas en el punto de atención. Las tiras de prueba de flujo lateral se basan en el flujo capilar dentro de una membrana de nitrocelulosa sin necesidad de una bomba externa o componentes móviles para controlar el flujo. Sin embargo, en la actualidad, la LFIA para PSA aprobada por la FDA [de los EUA] no está disponible comercialmente.

Las nanopartículas más comunes que se utilizan en los LFIA comerciales son las nanoesferas de oro de 40 nanómetros debido a su combinación óptima de color de alto contraste (absorción a aproximadamente 523 nanómetros) con un color rojo cereza distintivo para lecturas visuales y área de superficie adecuada para analizar analitos de una amplia gama de tamaños. En el estudio actual, los investigadores compararon el desempeño de las nanocápsulas de oro con las nanoesferas de oro de 40 nanómetros estándar de la industria ampliamente utilizadas.

La estructura de las nanocáscaras de oro consta de esferas de sílice con un núcleo de 110 nanómetros con una fina capa de oro (de 12 a 18 nanómetros) depositada sobre ellas. El núcleo de sílice reduce la densidad general de partículas en relación con una nanoesfera de oro macizo del mismo tamaño, lo que permite velocidades de flujo mejoradas a través de una membrana de flujo lateral en comparación con una esfera de oro macizo de 150 nanómetros. Las nanocápsulas de oro producen una línea gris azulada de alto contraste que es claramente visible.

Los investigadores primero optimizaron y evaluaron el desempeño del ensayo con calibradores de PSA total disponibles en el mercado. En la validación inicial con un calibrador de PSA disponible comercialmente, se logró un rango de detección de 0,5 a 150 nanogramos/mililitro. Luego compararon el desempeño de la prueba LFIA de PSA total con el analizador IMMULITE de Siemens-Healthineers (Erlangen, Alemania), para la cuantificación del PSA total en muestras de suero humano archivadas.

Los resultados revelaron que el uso de nanocápsulas de oro como etiqueta, para el ensayo de flujo lateral, aumentó la intensidad de la señal colorimétrica medida y logró un límite de detección cinco veces menor en comparación con las etiquetas de nanoesferas de oro de 40 nanómetros utilizadas tradicionalmente. Esta mayor sensibilidad arrojó resultados para muestras de suero archivadas que demostraron una correlación superior a 0,95 entre la prueba rápida LFIA y el analizador IMMULITE.

“Podremos tomar una gota de sangre en un entorno comunitario como una barbería y entregar los resultados en 10 a 15 minutos allí mismo, lo que puede indicar cuándo alguien debe ingresar para realizarse más pruebas”, dijo el autor principal, el Dr. Saurabh Mehta, profesor de ciencias de la nutrición en la Universidad de Cornell. “Crea ese primer punto de contacto que, con suerte, genera una buena relación y brinda servicios de atención médica a las personas en el punto de necesidad”.

La LFIA rápida para la medición de PSA se describió en la edición en línea del 14 de noviembre de 2021 de la revista Current Research in Biotechnology.

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Universidad de Cornell