Electrodo económico recubierto de ADN abre camino a diagnósticos desechables

Los sensores convencionales, si bien precisos, suelen depender de equipos costosos o requerir refrigeración, lo que limita su uso en entornos de bajos recursos o no clínicos. Una importante limitación de los sensores electroquímicos basados en ADN es que su recubrimiento se degrada rápidamente, lo que requiere que los sensores se preparen inmediatamente antes de su uso y se almacenen en condiciones estrictamente controladas. Esto limita significativamente su practicidad, especialmente en entornos hostiles o remotos. Investigadores han desarrollado una nueva solución que estabiliza estos sensores para una mayor vida útil y una mejor usabilidad, incluso a altas temperaturas, sin comprometer la precisión del diagnóstico.

Desarrollado por un equipo del MIT (Cambridge, MA, EUA), el nuevo sensor electroquímico utiliza un electrodo de hoja de oro recubierto de ADN y estabilizado con alcohol polivinílico (PVA), un polímero de bajo coste. Los sensores se basan en la enzima Cas12, asociada a CRISPR, que se combina con ARN guía para detectar dianas específicas de ADN o ARN. Cuando la diana, como un gen canceroso, está presente, la enzima se activa y escinde inespecíficamente el ADN que recubre el electrodo, alterando así la señal eléctrica. Esta señal se puede medir con un potenciostato, similar a la tecnología de los glucómetros. El recubrimiento de PVA actúa como una lona protectora, previniendo el daño oxidativo y preservando el enlace tiol-oro que fija el ADN. Una vez seco, el PVA forma una barrera que protege el ADN hasta que esté listo para enjuagarse. Estos sensores, que cuestan solo unos 50 centavos cada uno, se pueden laminar sobre plástico y están diseñados para aplicaciones en el punto de uso, incluyendo pruebas en el hogar. Las versiones anteriores ya eran capaces de detectar el VIH y el VPH; el último diseño mejora aún más la facilidad de uso al aumentar la vida útil y simplificar la implementación.

En el estudio publicado en ACS Sensors, los investigadores demostraron que el recubrimiento de PVA preservó la estabilidad del sensor hasta dos meses, incluso a temperaturas de hasta 150 °F. Tras el almacenamiento, los sensores detectaron con éxito PCA3, un gen del cáncer de próstata presente en la orina, y el método puede adaptarse a muestras de saliva, hisopos nasales y otros tipos de muestras. El equipo planea ahora ampliar las pruebas con muestras de pacientes reales de diversas enfermedades. Con el apoyo del acelerador de empresas delta v del MIT, el grupo está explorando oportunidades de comercialización para enviar los sensores estabilizados a regiones con bajos recursos sin necesidad de refrigeración. También están trabajando en la adaptación de la plataforma para responder a enfermedades infecciosas emergentes y ampliar su distribución para un uso generalizado.

“Nuestro objetivo es seguir realizando pruebas con muestras de pacientes contra diferentes enfermedades en entornos reales”, afirmó Ariel Furst, profesor adjunto de Desarrollo Profesional Paul M. Cook de Ingeniería Química en el MIT y autor principal del estudio. “Anteriormente, nuestra limitación era que teníamos que fabricar los sensores in situ, pero ahora que podemos protegerlos, podemos transportarlos. No necesitamos refrigeración. Esto nos permite acceder a entornos mucho más hostiles o poco ideales para realizar pruebas”.

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Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)