Método ultrarrápido y ultrasensible para detección de proteínas permite diagnóstico ultratemprano de enfermedades

La detección de proteínas basada en la reacción antígeno-anticuerpo es vital en el diagnóstico temprano de una amplia gama de enfermedades. Los métodos para analizar trazas de proteínas basados en la reacción antígeno-anticuerpo permiten el diagnóstico en una etapa temprana de muchas enfermedades, como el cáncer, la demencia y las infecciones microbianas. Sin embargo, tales métodos tienen una sensibilidad limitada o requieren un procesamiento complejo y que toma tiempo para permitir que ocurran las reacciones antígeno-anticuerpo. Ahora, un equipo de científicos ha descubierto un nuevo principio subyacente a la aceleración inducida por la luz de la reacción antígeno-anticuerpo, que permite una detección de proteínas simple, ultrarrápida y altamente sensible.

Con el objetivo de acelerar las reacciones antígeno-anticuerpo, los investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka (OMU, Osaka, Japón) introdujeron proteínas diana y partículas sonda, con anticuerpos modificados que se unen selectivamente a las proteínas diana, en un canal que es tan estrecho como un cabello humano o arteria y luego aplicaron irradiación con luz láser infrarroja durante tres minutos, lo que permitió realizar la detección con una sensibilidad aproximadamente 100 veces mayor que la de las pruebas de proteínas convencionales. Los investigadores lograron, por primera vez, la medición rápida de trazas de proteínas diana del orden de decenas de attogramos (ag = 10−18 g; una trillonésima parte de un gramo) después de solo tres minutos de irradiación láser.

Imagen: Ilustración del principio subyacente a la detección de pequeñas cantidades de proteínas (Fotografía cortesía de OMU)

Los resultados del estudio demuestran que se puede lograr una detección rápida y altamente sensible, condensando proteínas a través de la simple operación de confinarlas en un espacio pequeño e irradiarlas con un láser para acelerar la reacción. Estos hallazgos facilitarán la detección de sustancias relacionadas con enfermedades a partir de una pequeña cantidad de fluidos corporales, como una sola gota de sangre, y ayudarán en el descubrimiento de nuevos marcadores de enfermedades, conduciendo, potencialmente, a avances en el desarrollo de sistemas para el diagnóstico ultratemprano de diversas enfermedades.

"La reacción antígeno-anticuerpo es una reacción bioquímica que juega un papel fundamental en la inmunidad, la función de defensa del cuerpo", explicó el investigador principal, el profesor Takuya Iida, director del Instituto de Investigación del Sistema de Aceleración Inducida por la Luz de la Universidad Metropolitana de Osaka. “En una colaboración interdisciplinaria más allá de la física, la química y la biología, descubrimos un nuevo principio subyacente al control de la reacción antígeno-anticuerpo mediante la fuerza óptica o la fuerza inducida por la luz. Espero que la ventaja de poder medir marcadores de trazas con alta sensibilidad y velocidad mediante una simple irradiación láser ayude en el diagnóstico ultratemprano”.

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Universidad Metropolitana de Osaka