Biosensor rápido detecta biomarcador de cáncer de páncreas para la detección temprana

Los análisis de laboratorio convencionales para marcadores tumorales requieren infraestructura especializada y tiempos de procesamiento prolongados, lo que limita el acceso.

Un enfoque más ágil que funcione directamente con sangre podría ayudar a abordar estas limitaciones diagnósticas. Ahora, investigadores informan sobre un biosensor electroquímico que detecta el biomarcador de cáncer de páncreas CA19-9 en concentraciones bajas en muestras de sangre rutinarias.

En el Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP), investigadores desarrollaron un sensor electroquímico diseñado para identificar el antígeno carbohidrato 19-9 (CA19-9), una molécula biomarcadora asociada al cáncer de páncreas. El dispositivo busca ofrecer una alternativa más sencilla y económica a las pruebas convencionales. Los hallazgos de los investigadores podrían permitir la detección del biomarcador en etapas tempranas de la enfermedad mediante muestras de sangre.

El biosensor funciona mediante el reconocimiento antígeno-anticuerpo en la superficie del dispositivo, operando como una llave-cerradura. Los anticuerpos anti-CA19-9 específicos, inmovilizados en el electrodo, capturan las moléculas objetivo en la muestra. Esta unión modifica la distribución de carga en la interfaz del electrodo, que el dispositivo convierte en una señal de capacitancia medible. Los resultados se interpretan comparándolos con una curva de calibración preestablecida para estimar la concentración de CA19-9.

En un estudio realizado por el equipo, las pruebas realizadas en 24 muestras de sangre de pacientes en diferentes etapas de la enfermedad y de un grupo de control arrojaron resultados estadísticamente similares a los de los ensayos tradicionales. El artículo señala que el CA19-9 se monitoriza frecuentemente mediante el ensayo inmunoenzimático (ELISA), que requiere laboratorios bien equipados, personal cualificado y tiempos de procesamiento más prolongados en comparación con los métodos basados en biosensores. El nuevo enfoque se presenta como una forma de detectar concentraciones muy bajas del biomarcador de manera rápida y accesible.

Los hallazgos se publicaron en ACS Omega. El grupo también está desarrollando dos sensores adicionales con arquitecturas y mecanismos de detección diferentes, y planea analizar muestras de sangre, saliva y orina proporcionadas por el Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto. Paralelamente, los investigadores están aplicando el aprendizaje automático para integrar los resultados de múltiples muestras en una “lengua bioelectrónica” capaz de reconocer patrones, predecir y corregir errores.

“En sus primeras etapas, el cáncer de páncreas es asintomático, lo que significa que a menudo se diagnostica demasiado tarde. Por eso, el cáncer de páncreas es uno de los tipos de cáncer más letales. De hecho, en casos avanzados, la tasa de supervivencia a cinco años es de tan solo el 3 %. La idea de desarrollar este biosensor sencillo y económico surge del principio de facilitar el acceso a la detección precoz de la enfermedad”, afirmó Débora Gonçalves, profesora del IFSC-USP y coordinadora del proyecto.

“Cuanto mayor sea la concentración de CA19-9, mayor será la variación detectada por el sensor. En unos diez minutos, el sistema compara el resultado con una curva de calibración preestablecida, estimando la cantidad de proteína en la sangre. Esto nos permite identificar concentraciones muy bajas de CA19-9, lo que posibilita el diagnóstico precoz de la enfermedad de forma rápida y accesible”, dijo Gabriella Soares, estudiante de doctorado en ingeniería de materiales de la USP y primera autora del estudio.

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IFSC-USP