Nuevos nanosensores aceleran el desarrollo de fármacos

Nanosensores desarrollados por especialistas de la Stanford University de California, en Estados Unidos, pueden determinar la eficacia de un fármaco y sus efectos secundarios, agilizando así el diseño de nuevos medicamentos. Se emplean microchips que pueden precisar las características de las uniones entre proteínas, por ejemplo, entre otros procesos de importancia.

A través de una matriz de un centímetro de tamaño, los nuevos nanosensores pueden realizar un seguimiento continuo de las uniones de proteínas, alcanzando a evaluar miles de eventos más con respecto a cualquier otro biosensor existente en la actualidad. Asimismo, los nuevos nanosensores son capaces de detectar interacciones con mayor sensibilidad.

Por otro lado, entregan los resultados significativamente más rápido que los actuales sistemas. El avance ha sido difundido a través de una nota de prensa emitida por la Universidad de Stanford , y por un informe elaborado por los responsables de la investigación y disponible en el medio especializado Nature Nanotechnology.

Según Shan Wang, profesor de ciencia de los materiales e ingeniería en Stanford, los nuevos microchips pueden almacenar información de decenas de miles de proteínas de interés por cada unidad, permitiendo desarrollar los análisis y experimentos de unión de proteínas con suma rapidez.

Una técnica más rápida y efectiva

Otro de los especialistas que participó de la investigación, Richard Gaster, explicó que en teoría estos nanosensores podrían comprobar la afinidad de un fármaco para cada proteína en el cuerpo humano. De esta manera, el camino que se abre en la investigación farmacológica a partir de este desarrollo podría ser muy alentador.

Una gran ventaja de este sistema de nanosensores es un modelo de análisis desarrollado por los ingenieros e investigadores que les permite predecir con exactitud el resultado final de una gran cantidad de interacciones entre proteínas, en sólo unos minutos. Las técnicas actuales suelen controlar no más de cuatro interacciones simultáneas, en procesos que pueden tardar horas.

El grupo de investigación de Shan Wang desarrolló esta tecnología de nanosensores hace varios años, demostrando su sensibilidad y efectividad en experimentos en los cuales se buscaba detectar mediante un biomarcador la proteína asociada al cáncer en la sangre de un ratón. Con esta técnica se obtuvo el éxito en una milésima parte de la concentración que las técnicas disponibles en el mercado requieren para realizar la detección.

Esta investigación anterior, resumida en un artículo de Nature Medicine en 2009, fue el antecedente principal que permitió llegar al desarrollo de los actuales nanosensores. Además de su utilidad en la industria farmacéutica y en el área de la medicina, este avance podría propiciar un fuerte crecimiento en el sector de los nanosensores de máxima potencia.

Tecnología disponible y económica

Un punto vital es que estos dispositivos se basan en el mismo tipo de sensor utilizado en discos duros de ordenador. Como los microchips utilizan la tecnología actual de la microelectrónica y los procedimientos existentes, los costes son muy bajos y permiten multiplicar rápidamente el número de nanosensores a utilizar.

Esta realidad es una de las ventajas más importantes de la investigación. Aunque durante los trabajos realizados se utilizaron un poco más de 1.000 sensores por centímetro cuadrado, los especialistas creen que se puede llegar a contar con más de 100.000 sensores por centímetro cuadrado, sin que esto requiera empujar los límites tecnológicos de la industria de la microelectrónica.

Los beneficios incluyen la posibilidad de predecir los efectos adversos de un nuevo medicamento antes de probarlo en un paciente humano. Para ello, los investigadores colocan en la matriz de los nanosensores las proteínas de una enfermedad determinada y de los órganos del cuerpo humano relacionados, para posteriormente sumar el medicamento.

De esta manera, se puede determinar con una rapidez inédita hasta el momento qué proteínas se unen con la droga y las características de esa unión. Los especialistas pueden apreciar la fuerza con la cual el fármaco se une a las células de la enfermedad, como así también a cualquier otra célula en el cuerpo humano.