CREAN EN LA UNAM BIOSENSORES QUE PODRÍAN AYUDAR AL DIAGNÓSTICO TEMPRANO DE CÁNCER Y DIABETES
_ Investigadores de la UNAM estudian nanomateriales para crear biosensores ópticos de alta precisión y especificidad que posibiliten la detección de compuestos biológicos que podrÃan ayudar a proporcionar un diagnóstico temprano de padecimientos como el cáncer y la diabetes.
Con ese objetivo, Beatriz de la Mora Mojica, del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de esta casa de estudios, mediante una cátedra CONACYT, sintetiza y caracteriza materiales que permitan detectar moléculas orgánicas de interés biomédico como proteÃnas, insulina y silimarina, un antioxidante y antiinflamatorio que se extrae de la planta conocida como cardo mariano, que tiene efecto protector en el avance de la enfermedad de Parkinson y se usa en la medicina tradicional china para curar males hepáticos.
En colaboración con Mayo Villagrán, José Saniger, Citlali Sánchez Aké y Crescencio GarcÃa, del CCADET; Tupak GarcÃa, de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México; y Alejandro Reyes Esqueda, del Instituto de FÃsica de la UNAM, De la Mora Mojica trabaja en la elaboración de tres tipos de biosensores ópticos.
“Se trata de microprobetas con arreglos nanométricos de oro, nanopartÃculas metálicas coloidales (sustancias lÃquidas) y cristales fotónicos de silicio porosoâ€, indicó.
Están basados en la respuesta óptica de nanopartÃculas. AsÃ, por ejemplo, al detectar moléculas orgánicas, los cristales fotónicos de silicio poroso cambian de color y modifican la forma en que reflejan la luz.
Económicos
Las microprobetas, que son orificios micrométricos formados por depósitos de pelÃculas de oro muy delgadas, se rellenan con nanopartÃculas metálicas coloidales que detectan diferentes sustancias, de preferencia orgánicas.
Las nanopartÃculas metálicas coloidales tienen un espectro de absorción caracterÃstico que se modifica si hay un cambio de Ãndice de refracción en el medio en que se encuentran. Esto es lo que permite detectar, con precisión, la presencia de alguna molécula de interés.
“La meta es crear bionsensores de alta sensibilidad y especificidad, una de cuyas propiedades ópticas, como su color o su absorción, varÃe sólo ante un estÃmulo especÃfico. Una de sus aplicaciones potenciales es en la investigación de patologÃas como el cáncer, en la que se requieren sensores que detecten cantidades pequeñÃsimas de un tipo especÃfico de proteÃna que, se sospecha, tiene una relación con el desarrollo de algún tipo de tumor malignoâ€, apuntó.
Además, se busca que estos biosensores ópticos compitan en precio con los sensores más utilizados en la actualidad, como la prueba de Elisa (para la detección del VIH, causante del sida) y los de inmunohistoquÃmica (para cáncer de mama).
Mediante métodos quÃmicos y electroquÃmicos, la pulverización catódica y la ablasión láser, De la Mora Mojica y sus colaboradores sintetizan materiales nanométricos y caracterizan sus propiedades ópticas a fin de establecer el más apropiado para determinar la presencia de moléculas orgánicas especÃficas.
Los universitarios esperan probar las microprobetas con arreglos nanométricos de oro, las nanopartÃculas metálicas coloidales y los cristales fotónicos de silicio poroso para decidir cuál de estos biosensores se puede modificar con miras a mejorar su respuesta.
Ese proceso se realizará en colaboración con Anahà ChavarrÃa, de la Facultad de Medicina de la UNAM, quien estudia en un modelo animal el efecto protector de la silimarina en el desarrollo del Parkinson.
“La silimarina no cura esta enfermedad, pero sà detiene sus sÃntomas, según evidencia experimental en ratones a los que se ha inyectado la sustanciaâ€, aclaró De la Mora Mojica.
Con los biosensores ópticos creados en el CCADET se intentará descubrir cómo los ratones metabolizan la silimarina, qué camino sigue esta sustancia durante el padecimiento, dónde se pega y por qué funciona de manera protectora.
Producción a gran escala
De los tres tipos de biosensores ópticos, los más fáciles de fabricar en serie son las microprobetas con arreglos nanométricos de oro. Las nanopartÃculas metálicas coloidales también son relativamente fáciles de producir en serie. En cambio, la generación a gran escala de los cristales fotónicos de silicio poroso implicarÃa medidas de seguridad más rigurosas, pues se utilizarÃa ácido fluorhÃdrico, muy corrosivo.
“Los cristales fotónicos de silicio poroso también pueden servir como espejos secundarios para concentrar rayos solares, porque son reflectivos y selectivos. Tienen, además, una gran área superficial, lo que los hace atractivos para aplicaciones de almacenamiento de energÃaâ€, afirmó la universitaria.
Eventualmente, estos biosensores ópticos podrÃan ser utilizados en institutos de salud y de investigación biomédica.
Con ese objetivo, Beatriz de la Mora Mojica, del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de esta casa de estudios, mediante una cátedra CONACYT, sintetiza y caracteriza materiales que permitan detectar moléculas orgánicas de interés biomédico como proteÃnas, insulina y silimarina, un antioxidante y antiinflamatorio que se extrae de la planta conocida como cardo mariano, que tiene efecto protector en el avance de la enfermedad de Parkinson y se usa en la medicina tradicional china para curar males hepáticos.
En colaboración con Mayo Villagrán, José Saniger, Citlali Sánchez Aké y Crescencio GarcÃa, del CCADET; Tupak GarcÃa, de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México; y Alejandro Reyes Esqueda, del Instituto de FÃsica de la UNAM, De la Mora Mojica trabaja en la elaboración de tres tipos de biosensores ópticos.
“Se trata de microprobetas con arreglos nanométricos de oro, nanopartÃculas metálicas coloidales (sustancias lÃquidas) y cristales fotónicos de silicio porosoâ€, indicó.
Están basados en la respuesta óptica de nanopartÃculas. AsÃ, por ejemplo, al detectar moléculas orgánicas, los cristales fotónicos de silicio poroso cambian de color y modifican la forma en que reflejan la luz.
Económicos
Las microprobetas, que son orificios micrométricos formados por depósitos de pelÃculas de oro muy delgadas, se rellenan con nanopartÃculas metálicas coloidales que detectan diferentes sustancias, de preferencia orgánicas.
Las nanopartÃculas metálicas coloidales tienen un espectro de absorción caracterÃstico que se modifica si hay un cambio de Ãndice de refracción en el medio en que se encuentran. Esto es lo que permite detectar, con precisión, la presencia de alguna molécula de interés.
“La meta es crear bionsensores de alta sensibilidad y especificidad, una de cuyas propiedades ópticas, como su color o su absorción, varÃe sólo ante un estÃmulo especÃfico. Una de sus aplicaciones potenciales es en la investigación de patologÃas como el cáncer, en la que se requieren sensores que detecten cantidades pequeñÃsimas de un tipo especÃfico de proteÃna que, se sospecha, tiene una relación con el desarrollo de algún tipo de tumor malignoâ€, apuntó.
Además, se busca que estos biosensores ópticos compitan en precio con los sensores más utilizados en la actualidad, como la prueba de Elisa (para la detección del VIH, causante del sida) y los de inmunohistoquÃmica (para cáncer de mama).
Mediante métodos quÃmicos y electroquÃmicos, la pulverización catódica y la ablasión láser, De la Mora Mojica y sus colaboradores sintetizan materiales nanométricos y caracterizan sus propiedades ópticas a fin de establecer el más apropiado para determinar la presencia de moléculas orgánicas especÃficas.
Los universitarios esperan probar las microprobetas con arreglos nanométricos de oro, las nanopartÃculas metálicas coloidales y los cristales fotónicos de silicio poroso para decidir cuál de estos biosensores se puede modificar con miras a mejorar su respuesta.
Ese proceso se realizará en colaboración con Anahà ChavarrÃa, de la Facultad de Medicina de la UNAM, quien estudia en un modelo animal el efecto protector de la silimarina en el desarrollo del Parkinson.
“La silimarina no cura esta enfermedad, pero sà detiene sus sÃntomas, según evidencia experimental en ratones a los que se ha inyectado la sustanciaâ€, aclaró De la Mora Mojica.
Con los biosensores ópticos creados en el CCADET se intentará descubrir cómo los ratones metabolizan la silimarina, qué camino sigue esta sustancia durante el padecimiento, dónde se pega y por qué funciona de manera protectora.
Producción a gran escala
De los tres tipos de biosensores ópticos, los más fáciles de fabricar en serie son las microprobetas con arreglos nanométricos de oro. Las nanopartÃculas metálicas coloidales también son relativamente fáciles de producir en serie. En cambio, la generación a gran escala de los cristales fotónicos de silicio poroso implicarÃa medidas de seguridad más rigurosas, pues se utilizarÃa ácido fluorhÃdrico, muy corrosivo.
“Los cristales fotónicos de silicio poroso también pueden servir como espejos secundarios para concentrar rayos solares, porque son reflectivos y selectivos. Tienen, además, una gran área superficial, lo que los hace atractivos para aplicaciones de almacenamiento de energÃaâ€, afirmó la universitaria.
Eventualmente, estos biosensores ópticos podrÃan ser utilizados en institutos de salud y de investigación biomédica.
