Biosensor no invasivo facilita detección temprana de enfermedades renales

Los niveles elevados de creatinina pueden indicar que los riñones no están filtrando eficazmente los desechos. Sin embargo, estos niveles pueden verse influenciados por la masa muscular de un individuo y, por lo general, aumentan significativamente solo después de que se haya comprometido más del 75 % de la función renal. En cambio, la dimetilarginina simétrica (SDMA), un subproducto del metabolismo de las proteínas, ha surgido como un marcador más confiable de la salud renal. La SDMA se acumula en el torrente sanguíneo porque no se metaboliza y se excreta principalmente por los riñones. La medición de la SDMA en la orina ofrece una evaluación más precisa de la función renal. A diferencia de la creatinina, los niveles de SDMA pueden aumentar con un deterioro renal leve (pérdida del 25 al 40 %) y no se ven afectados significativamente por la masa muscular. Ahora, se ha desarrollado un nuevo biosensor que utiliza péptidos de afinidad para medir con precisión los niveles de SDMA en la orina, lo que proporciona una solución práctica y rentable para el diagnóstico temprano y el seguimiento de la enfermedad renal.

El biosensor creado por investigadores de la Universidad Chung Ang (Seúl, República de Corea) detecta los niveles de SDMA en la orina, ofreciendo una alternativa no invasiva a los análisis de sangre, que permite la detección y el tratamiento más tempranos de la enfermedad renal. En el núcleo de este biosensor se encuentran pequeños péptidos lineales que se unen específicamente a SDMA. Estos péptidos se sintetizaron y se unieron a una nanoestructura de hidróxido doble en capas de Ni-Cr con óxido de grafeno (NCL-GO), que está integrada en electrodos de oro (Au). El sensor se diseñó utilizando un método de moldeo por goteo, en el que los electrodos de oro se recubrieron con una solución que contenía NCL-GO y se dejaron secar, lo que dio como resultado un recubrimiento estable de electrodos funcionalizados con péptidos (denominado péptido/NCL-GO/Au).

La estructura bidimensional única de NCL-GO consiste en nanoláminas interconectadas de hidróxido doble en capas de Ni-Cr y nanoláminas conductoras de óxido de grafeno. Esta configuración crea redes porosas y bien conectadas que mejoran la transferencia de carga y la difusión molecular, mejorando así la conductividad y el área de superficie de los electrodos. Este diseño amplifica la interacción entre los péptidos y SDMA, mejorando las capacidades de detección del sensor. Mientras que otros métodos de detección de SDMA, como la cromatografía, proporcionan una mayor sensibilidad, este nuevo biosensor electroquímico es fácil de usar y no necesita equipos sofisticados. Como resultado, es más asequible y práctico para diversos entornos, incluidas pequeñas clínicas, áreas remotas y entornos con recursos limitados. Según el estudio publicado en la revista Biosensors and Bioelectronics, el biosensor presenta un diseño simple y ofrece resultados rápidos, lo que lo convierte en una opción adecuada para evaluaciones y monitoreo de salud de rutina.

“Dado que la enfermedad renal suele diagnosticarse muy tarde, nuestro objetivo es desarrollar una herramienta de detección que los pacientes o los médicos puedan utilizar para controlar fácilmente la salud renal y lograr un tratamiento eficaz, lo que permitirá realizar intervenciones oportunas y obtener resultados a largo plazo”, afirmó el profesor Jong Pil Park de la Universidad Chung-Ang, quien dirigió el equipo de investigación. “El sensor podría facilitar un diagnóstico más temprano, un control avanzado de la función renal y mejores resultados del tratamiento para millones de pacientes en todo el mundo. Además, nuestra tecnología de plataforma tiene el potencial de adaptarse para detectar otros biomarcadores, lo que la convierte en una herramienta versátil que se puede aplicar en diversas áreas de la atención sanitaria”.