Sensor de ADN permite detección molecular desde una gota de sangre

La monitorización precisa de los niveles de fármacos en sangre sigue siendo un gran desafío en la medicina moderna. El perfil farmacocinético de cada paciente varía, lo que conlleva una exposición inconsistente al fármaco: una dosis insuficiente puede provocar el fracaso del tratamiento y resistencia, mientras que una dosis excesiva aumenta la toxicidad. Los métodos actuales para medir las concentraciones terapéuticas de fármacos son lentos y costosos. Ahora, investigadores han creado una prueba digital basada en ADN que permite medir los niveles de fármacos en tan solo cinco minutos con un lector económico.

La innovación fue desarrollada por investigadores de la Universidad de Montreal (Quebec, Canadá), quienes se inspiraron en las cascadas de señalización a nanoescala que las células vivas utilizan para percibir su entorno y responder a él. Estas cascadas biológicas están compuestas por biomoléculas que interactúan con precisión para desencadenar respuestas celulares. Replicando este diseño natural, los investigadores diseñaron cascadas de señalización sintéticas basadas en ADN, capaces de detectar y cuantificar dianas moleculares mediante una señal electroquímica medible.

Cada molécula de ADN está programada para reaccionar específicamente a ciertos fármacos, traduciendo el reconocimiento molecular en una señal eléctrica. El mecanismo de detección funciona mediante un componente molecular conocido como aptámero: una molécula de ADN que se une selectivamente al fármaco objetivo. Cuando el fármaco se une al aptámero, impide la inhibición de otra cadena de ADN electroactiva que genera una corriente eléctrica. Esta corriente se puede medir fácilmente con un lector electroquímico de bajo costo. El proceso permite la medición precisa de múltiples concentraciones moleculares a partir de una sola gota de sangre, obteniendo resultados en minutos.

El estudio, publicado en el Journal of the American Chemical Society, demuestra que, tras su validación mediante experimentos con ratones, la prueba detectó con éxito cuatro moléculas distintas, incluyendo la monitorización en tiempo real de un fármaco antipalúdico. Los métodos de referencia actuales para este tipo de análisis requieren horas de preparación e instrumentos especializados, mientras que este enfoque logra una precisión comparable en mucho menos tiempo.

La sencillez y versatilidad del dispositivo lo hacen idóneo para pruebas en el punto de atención o incluso en el hogar, de forma similar a los glucómetros portátiles que utilizan los pacientes diabéticos. Al permitir una monitorización terapéutica más rápida y accesible, este sistema basado en ADN podría transformar la medicina personalizada y garantizar tratamientos más seguros y eficaces para una amplia gama de enfermedades.

“Una gran ventaja de estas pruebas electroquímicas basadas en ADN es que su principio de detección también se puede generalizar a muchos objetivos diferentes, lo que nos permite construir dispositivos económicos que podrían detectar muchas moléculas diferentes en cinco minutos en el consultorio del médico o incluso en casa”, dijo el profesor de química de la UdeM, Alexis Vallée-Bélisle, quien dirigió el grupo de investigación.

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