EDITORIAL

Avances nanotecnológicos en Bioquímica Clínica

Una amplia variedad de sustancias puras o combinadas sufren alteraciones en sus propiedades físico-químicas y presentan comportamientos insólitos en el nanoespacio (1-100 nanómetros) conocido como mesoespacio.
Es evidente que su manipulación y el conocimiento de las propiedades en dicho ámbito son cada día más ampliamente investigadas y desarrolladas.
El empleo de nanotecnologías en el ámbito del laboratorio aplicado a la medicina y en biotecnología (en agronomía, biología molecular en vegetales) constituye un gran avance del conocimiento por sus connotaciones económicas y la relación costo-beneficio.
Las nuevas herramientas del nanodiagnóstico incluyen los puntos cuánticos (QDs, del inglés quantum dots), las nanopartículas de oro y los soportes ("cantilevers" en inglés).

PUNTOS CUÁNTICOS - QUANTUM DOTS

Son las nanoestructuras más promisorias para las aplicaciones diagnósticas. Están constituidos por un nanocristal semiconductor, caracterizado por una fuerte absorbancia, que puede emplearse como una etiqueta fluorescente.
La siguiente tabla puede dar una idea de distintos tipos de puntos cuánticos y su correspondiente longitud de onda de emisión.

Fabricación de puntos cuánticos
Existen diversas estrategias para sintetizar nanocristales con diferentes propiedades que dependen de las aplicaciones. Los QDs se pueden conjugar a anticuerpos, oligonucleótidos o aptámeros, o pueden cubrirse con estreptavidina y el QD puede ser usado como una etiqueta fluorescente no específica.

APLICACIONES

TOXICIDAD

Muchos QDs requieren encapsulación con micelas de copolímeros, micelas de fosfolípidos, nano o micro esferas o bien cáscaras de polisacáridos anfifílicos.
La conjugación con avidina puede ser modificada empleando ácido dihidroxilipoico.
Por otra parte, la técnica de nanoencapsulación de nanocristales con sustancias poliméricas anfifílicas ha sido usada para preparar  CdSe/ZnS que es el más empleado y el ácido mercaptoetanoico se ha empleado para solubilizar el complejo CdSe/ZnS.

NANOTECNOLOGÍA APLICADA AL DIAGNÓSTICO QUíMICO CLÍNICO

Inmunoanálisis con nanopartículas magnéticas
Las partículas nanomagnéticas son marcadas con un analito que está adherido a un anticuerpo específico que reacciona con el antígeno y la medición se efectúa con un magnetómetro.

Ventajas
Elevada sensibilidad relacionada con modificaciones sutiles en el carácter magnético y habilitado para detectar células cancerosas en circulación y microorganismos.

Nano código de barras
Obtenidos por deposición electroquímica secuencial, iones metálicos dan sub-micrométricamente códigos de barras que tienen reflectividad diferencial, lo que permite la identificación de una muestra por la luz del microscopio.

Aplicaciones
Una de las más sensibles y promisorias aplicaciones del nano código de barras la constituye la detección de un marcador para la enfermedad de Alzheimer, que es el ligando difusible del derivado amiloide (ADDL). Se ha empleado un anticuerpo monoclonal específico para el oligómero específico ADDL. La detección permite identificar 50 moléculas en 10 µL de líquido cefalorraquídeo. El método utiliza la medición de la luz dispersada por las partículas nanométricas de oro y plata, medidas con un scanner. Este método es un millón de veces más sensible que el método de ELISA y puede emplearse en una valoración de ADDL en sangre para el diagnóstico primario de Alzheimer.

Antígeno prostático específico
El método del nano código de barras para la detección de proteínas de cáncer de próstata y pulmón ha ?permitido detectar empleando la sensitiva amplificación con plata, concentraciones de 30 amol/L en 10 µL de muestra.

Ventajas
Usado para la determinación de múltiples proteínas aun cuando difieran en un simple aminoácido.
permitido detectar empleando la sensitiva amplificación con plata, concentraciones de 30 amol/L en 10 µL de muestra.

Otras aplicaciones
La gran sensibilidad, rapidez y bajo costo de estas técnicas hace pensar que rápidamente serán incorporadas al diagnóstico tumoral, imagen tisular, imagen celular, inmunohistoquímica, diagnóstico múltiple y fluoro-inmunoensayo.
Estas tecnologías podrían ser aplicadas en las técnicas de point-of-care y particularmente en tecnología de lab-on-chip (el laboratorio en un chip).

Bibliografía

- Azzari Hassan ME, Mansour  Mai MH, Kazmierczak SC. Nanodiagnostics: a new frontier for clinical laboratory medicine. Clin Chem 2006; 52:7; 1238-46.
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- Bar A, Gonzalez Lascertales I, Márquez M. Microchorros y nanochorros. Investigación y Ciencia 2005; 351: 44-51.
- Choro GM, Gonsalves KE. Nanotechnology. Molecular Designed Materials. Washington DC: ACS; 1996.

Dr. Juan M. Castagnino
Director
Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana