Biosensores miniaturizados abren nuevas posibilidades para implantes mínimamente invasivos

El diagnóstico y el seguimiento de enfermedades a menudo se basan en la detección de moléculas llamadas "biomarcadores". Sin embargo, la detección de dichos biomarcadores requiere extracciones de sangre periódicas, que son costosas, consumen mucho tiempo, requieren equipo especializado y no brindan datos continuos. Para evitar esto y proporcionar detección de biomarcadores en tiempo real, un equipo de investigadores ha sido pionero en el desarrollo de sensores implantables basados en aptámeros. Estos dispositivos son sensores electroquímicos basados en ADN y rastrean con éxito pequeñas moléculas en tiempo real. El nuevo método para la miniaturización de biosensores permitirá nuevas posibilidades para los implantes mínimamente invasivos. Los transistores miniaturizados se fabrican sobre sustratos delgados y flexibles y amplifican las bioseñales, produciendo corrientes más de 200 veces mayores que las alternativas análogas.

Un paso clave para traducir estos sensores a aplicaciones de la vida real en la clínica es hacerlos lo más pequeños y mínimamente invasivos posible. Para resolver este desafío de miniaturización, los investigadores de la Universidad de Cambridge (Cambridge, Reino Unido) se asociaron con Plaxco Lab en la Universidad de California Santa Bárbara (Santa Bárbara, CA, EUA) para descubrir una forma de combinar sensores basados en aptámeros con una plataforma amplificadora de transistores Juntos, desarrollaron biosensores basados en transistores electroquímicos orgánicos (OECT), que mantienen un alto rendimiento de los sensores aptámeros incluso cuando se reducen a dimensiones bastante pequeñas.

Los sensores aptámeros anteriores estaban hechos de cables delgados de milímetros de largo. Por el contrario, los nuevos biosensores de transistores son tan pequeños que apenas son visibles a simple vista. Esta tecnología será útil para aplicaciones médicas que requieran sensores en áreas delicadas. Por ejemplo, un sensor mínimamente invasivo de este tipo podría permitir la implantación en el cerebro, una región ideal para rastrear biomarcadores relacionados con trastornos mentales, como la depresión. El equipo de investigación interdisciplinario ahora explorará las posibles próximas direcciones de este trabajo. Por ejemplo, otro beneficio de la amplificación de la señal es una vida útil mejorada, por lo que el sensor puede funcionar durante más tiempo sin ser reemplazado. Cada una de estas mejoras está un paso más cerca de la utilización en humanos para rastrear cualquier cosa, desde drogas hasta hormonas y neurotransmisores.

“Este trabajo es un paso importante hacia la creación de mejores herramientas para los proveedores de atención médica. Con este tipo de sensor, los médicos podrán obtener datos en tiempo real sin precedentes para el seguimiento de la salud de sus pacientes”, dijo Sophia Bidinger, estudiante de investigación y autora principal del artículo.

“El aspecto más emocionante de este trabajo es que podría usarse para detectar prácticamente cualquier molécula pequeña. Esto ayudará a los médicos a obtener mucho más conocimiento específico del paciente que nunca antes”, agregó el coautor del artículo, el profesor George Malliaras.

“Existe una gran oportunidad de mercado para el monitoreo molecular continuo. Además de la glucosa, no hay muchos sensores disponibles comercialmente. Más herramientas para respaldar la detección in vivo continua salvarán vidas”, afirmó el coautor del artículo, el profesor Tawfique Hasan.

Enlaces relacionados:
Universidad de Cambridge
Universidad de California Santa Bárbara

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