Prueba rápida de dopamina para la detección temprana de trastornos neurológicos

Los neurotransmisores son esenciales para regular la función neuronal y el bienestar general en humanos y animales, asegurando un entorno hormonal equilibrado para el funcionamiento óptimo del cuerpo. La dopamina es particularmente crítica, influyendo significativamente en funciones cognitivas como las habilidades motoras y emociones como la felicidad y el placer. Aparte de su papel en la regulación de las emociones, la dopamina también actúa como un biomarcador para detectar ciertos cánceres y trastornos neurológicos. Las variaciones en los niveles de dopamina están vinculadas a una variedad de enfermedades neurodegenerativas, incluyendo el Parkinson y el Alzheimer, así como a trastornos del neurodesarrollo y psicológicos, como el TDAH, el síndrome de Tourette, el trastorno bipolar y la esquizofrenia. La medición precisa de los niveles de dopamina es crucial para avanzar tanto en la investigación farmacéutica como en las terapias clínicas. Ahora, un sensor óptico integrado recientemente desarrollado, capaz de detectar dopamina directamente a partir de muestras de sangre no procesadas, ofrece un método rentable y eficiente para la detección de diversas afecciones neurológicas y cánceres, lo que podría mejorar significativamente los resultados de los pacientes.

El sensor plasmónico desarrollado en la Universidad de Florida Central (Orlando, Florida, EUA) utiliza un pequeño patrón de oro que hace que los electrones oscilen colectivamente en lo que se conoce como plasmones, intensificados por una configuración óptica específica. La introducción de una molécula en el entorno del sensor altera el movimiento de los electrones, modificando la reflexión de la luz en el sensor y facilitando la detección de moléculas. A diferencia de los biosensores tradicionales que dependen de componentes biológicos como anticuerpos o enzimas, este novedoso sensor emplea un aptámero especialmente diseñado, una cadena sintética de ADN que se dirige específicamente a la dopamina. Este diseño no solo reduce los costos y extiende la vida útil del sensor, sino que también permite la detección directa de dopamina en sangre sin procesar, eliminando la necesidad de preparación de la muestra. Esta innovación es particularmente valiosa en entornos con recursos limitados, ya que simplifica el proceso de diagnóstico y potencialmente permite la detección de otras afecciones utilizando tecnología similar.

Imagen: El sensor óptico integrado es capaz de detectar la dopamina directamente de una muestra de sangre sin procesar (foto cortesía del profesor Debashis Chanda)

Los investigadores optimizaron la detección de moléculas aplicando un aptámero al área activa del sensor, diseñado para unirse con precisión a los biomarcadores específicos. Los hallazgos, publicados en Science Advances, demuestran la capacidad del sensor para diagnosticar enfermedades de manera rápida y precisa. Este avance se basa en trabajos anteriores en los que el equipo mejoró la selectividad del sensor y amplió sus aplicaciones clínicas al sustituir las nanopartículas de óxido de cerio por aptámeros basados en ADN, lo que permitió la detección directa de dopamina en varias muestras biológicas sin necesidad de una preparación previa de la muestra.

“Este biosensor plasmónico es extremadamente sensible a bajas concentraciones de biomoléculas, lo que lo convierte en una plataforma prometedora para ensayos especializados y aplicaciones en el punto de atención en ubicaciones remotas”, dijo el profesor Debashis Chanda del Centro de Tecnología Nanocientífica de la UCF, el investigador principal del estudio. “En este trabajo, demostramos una plataforma de biosensor plasmónico totalmente óptica y funcionalizada en la superficie para la detección de bajas concentraciones del neurotransmisor dopamina directamente de diversas muestras biológicas que incluyen soluciones de proteínas, líquido cefalorraquídeo artificial y sangre completa sin procesar”.

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Universidad de Florida Central