Ciertos cambios en el PH de nuestro organismo pueden indicar la presencia de células tumorales en él, pero son tan pequeños que no se pueden detectar. Ahora, un equipo de bioingenieros de Italia y Canadá ha fabricado usando ADN una máquina nanométrica que brilla al entrar en contacto con dichos niveles alterados de PH. Con ella, se podrían hacer diagnósticos más afinados; pero también suministrar fármacos de manera ajustada.
Un equipo de bioingenieros de la Universidad Tor Vergata de
Roma y de la Universidad de Montreal, en Canadá, han creado una herramienta
microscópica que detecta los cambios químicos causados por las células
cancerígenas, y reacciona a ellos. De esta manera, los señala para que puedan
ser detectados.
En concreto, el dispositivo es un nanosensor (un sensor de
tamaño nanométrico, es decir, 109 menor que el metro) fabricado a partir de
ADN, capaz de medir las variaciones del PH a nanoescala.
Una herramienta que mide cambios minúsculos
El pH es una medida de la acidez o la alcalinidad de
cualquier solución, que va de cero a 14. En nuestro cuerpo, la sangre es
ligeramente alcalina (ph de 7'35 a 7'45); mientras que en el estómago el PH es
ácido, para posibilitar la digestión.
Como media, nuestros líquidos internos deben mantener un PH
equilibrado. Si en ellos este es demasiado ácido, nuestras células pueden verse
afectadas negativamente. Por otra parte, muchas biomoléculas de nuestro organismo,
como las enzimas o las proteínas, están reguladas por pequeños cambios en el
PH, que afectan a actividades biológicas tan importantes como la catálisis
enzimática, el ensamblaje de las proteínas, la función de las membranas
celulares o la muerte celular. Pero, además, existe una relación entre el cáncer y el PH:
las células cancerosas a menudo muestran un PH más bajo en comparación con las
células normales; y hay una diferencia entre el nivel del PH dentro de estas
células (más alto) y el de su entorno.
Estas diferencias minúsculas, en el caso de los organismos
vivos, se producen en áreas muy pequeñas, de “solo unos pocos cientos de
nanómetros", explica el autor principal de la investigación, el profesor
de la Universidad Tor Vergata, Francesco Ricci, en declaraciones recogidas por
AlphaGalileo. Por eso son difíciles de detectar. De ahí la importancia de desarrollar “sensores o
nanomáquinas que puedan medir esos cambios de pH a semejante escala”, añade
Ricci. Con estas nanomáquinas se podrían hacer diagnósticos afinados; pero
también crear imágenes microscópicas en vivo o suministrar fármacos de manera
ajustada.
Sacando partido al ADN
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| Nanosensor de ADN que permite medir la variación del PH a nanoescala. Imagen: Marco Tripodi. Fuente: AlphaGalileo. |
Los científicos aprovecharon el ADN porque éste “representa
un material ideal” para estos fines, según explica el profesor de la
Universidad de Montreal Alexis Vallée-Bélisle, otro de los autores del trabajo.
Los investigadores sacaron partido en concreto de una
secuencia de ADN específica de triple hélice sensible al PH. Con ella diseñaron
un nanosensor versátil, que puede ser programado para la fluorescencia, solo
ante valores de PH específicos. Es decir, que la máquina ‘brilla’ –emite radiación- solo al
entrar en contacto con ciertos niveles de PH.
“La capacidad de programación (del nanosensor de ADN)
representa una característica clave para aplicaciones clínicas, pues nos
permite diseñar sensores específicos que envíen señales fluorescentes solo si
el PH alcanza un valor concreto, vinculado, por ejemplo, a una enfermedad
específica”, señalan los científicos. Estos esperan que, en el futuro, esta nanotecnología,
recientemente patentado, ayude también al desarrollo de medios de suministro de
fármacos novedosos que liberen medicamentos como los quimioterapéuticos solo en
las cercanías de las células tumorales, para reducir así al máximo sus efectos
secundarios.
Minigenes artificiales que detectan la propensión al cáncer
El material genético se está revelando como una interesante
ayuda para el diagnóstico del cáncer, a juzgar por este y otro trabajo reciente, realizado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC).
En este caso, los investigadores desarrollaron una nueva
herramienta llamada “vector de splicing pSAD” (Splicing and disease, empalme y
enfermedad), que permite crear minigenes híbridos (versiones simplificadas y
artificiales de un gen) capaces de detectar anomalías en en los genes en BRCA1
y BRCA2, en un proceso de expresión génica conocido como empalme o splicing del
ARN mensajero .
Estas anomalías pueden causar cáncer de mama y cáncer de
ovario hereditarios, por lo que su detección potenciaría la prevención de la
enfermedad.
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