Logo del INTI y del Saber como Logo del INTI
SUMARIO
SUSCRIPCION

Para suscribirse al envío mensual de la versión digital del Saber Cómo completar el siguiente formulario. Puede retirar gratuitamente la versión en papel en cualquier Centro, Unidad de Extensión y Oficina del INTI.

EDICIONES ANTERIORES
CONSULTAS
Para realizar una consulta envie un email a consultas@inti.gob.ar
Saber Cómo Nº 107 | Diciembre de 2011
 DESARROLLO E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA
Plataforma biosensora para diagnóstico de enfermedades

Este desarrollo, que permite encontrar rápidamente enfermedades como fiebre aftosa, brucelosis y mal de Chagas, fue realizado mediante un enfoque que combina nanotecnología, electroquímica, bioquímica, electrónica y diseño industrial.

El objetivo de este proyecto es desarrollar una plataforma biosensora para ser utilizada en el diagnóstico rápido in-situ (también llamado Point Of Care (POC)) de enfermedades en seres humanos y animales, tales como fiebre aftosa, brucelosis, síndrome urémico hemolítico y mal de chagas. En el origen del proyecto se encuentra la necesidad de contar con sistemas que permitan descentralizar el diagnóstico de diversas enfermedades, evitando cuellos de botella, en particular ante el surgimiento de brotes epidémicos. Para ello, se necesita contar con nuevos dispositivos portátiles, robustos, versátiles, fáciles de operar aún en condiciones precarias, económicos y de alta sensibilidad y especificidad.

La iniciativa se enmarca en el proyecto Fonarsec Nano 2010 (ver recuadro), denominado “Plataforma de nanosensores y bionanoinsumos para la detección POC de enfermedades infecciosas (NANOPOC)”. Para su realización se formó un consorcio asociativo público-privado conformado por el INTI, la Universidad de San Martín y las empresas AADE S.A., Agropharma S.A. y Biochemiq S.A.

PROTOTIPO. El funcionamiento de la plataforma se basa en la detección de anticuerpos en suero y la generación de una señal eléctrica.
PROTOTIPO. El funcionamiento de la plataforma se basa en la detección de anticuerpos en suero y la generación de una señal eléctrica.

El funcionamiento de la plataforma de diagnóstico se basa en la detección de anticuerpos en suero y la generación de una señal eléctrica mediante un proceso de transducción electroquímica, representado esquemáticamente en la Figura 1.

El desarrollo de la plataforma biosensora involucra la participación de profesionales de diferentes áreas: la producción de las biomoléculas necesarias para el reconocimiento de anticuerpos a cargo de bioquímicos y biotecnólogos; el desarrollo de sistemas electroquímicos para la transducción de la señal y la producción de nanomateriales a cargo de químicos; la producción de películas delgadas y microsistemas a cargo de físicos e ingenieros; la implementación de instrumentación electrónica a cargo de ingenieros electrónicos y el diseño del equipo a cargo de diseñadores industriales.

Cómo funciona un biosensor

El principio de funcionamiento de los inmunosensores se basa en la detección electroquímica de la formación de un complejo antígeno-anticuerpo. En presencia de un suero positivo, se forma el complejo antígeno-anticuerpo y luego este anticuerpo es reconocido por un segundo anticuerpo unido a una enzima, cuya actividad puede ser detectada de manera electro-química. Por otro lado, en la presencia de un suero negativo, no se formará complejo antígeno-anticuerpo, por lo tanto no se detectará la actividad enzimática.
Los antígenos específicos para detectar cada enfermedad son inmovilizados sobre nanopartículas magnéticas, las cuales son atraídas hacia un electrodo mediante la aplicación de un campo magnético.

PROTOTIPO. El funcionamiento de la plataforma se basa en la detección de anticuerpos en suero y la generación de una señal eléctrica.
FIGURA 1: Esquema general de un biosensor.

Entre los objetivos alcanzados en la etapa en que se encuentra el proyecto, pueden mencionarse los siguientes:

 La síntesis de nanopartículas que contienen un núcleo superparamagnético de óxido de hierro y una capa externa (o cáscara). La superficie de las nanopartículas ha sido funcionalizada con grupos amino o carboxilo que actúan como sitios de anclaje de biomoléculas, en este caso antígenos.
 La producción de electrodos de oro y carbono mediante la técnica de película gruesa y la fabricación de celdas electroquímicas de ocho canales.
 El desarrollo y construcción de la instrumentación electrónica (potenciostato de 8 canales alimentado y controlado a través de una computadora a través de puerto USB).
 La producción de antígenos necesarios para el diagnóstico de la enfermedad de chagas.
 Las determinaciones llevadas a cabo para el diagnóstico de fiebre aftosa y enfermedad de chagas, en tanto que está avanza la extensión a brucelosis. Los resultados preliminares obtenidos son comparables a los obtenidos con las técnicas fluorimétricas.
 La integración de todos los componentes de la plataforma en un equipo siguiendo conceptos de diseño industrial.

De esta manera logró desarrollarse una plataforma biosensora para el diagnóstico de enfermedades empleando un enfoque que combina nanotecnología, electroquímica, bioquímica, electrónica y diseño industrial. El instrumento se encuentra en fase de prototipo y validación.

Apoyo a proyectos de innovación tecnológica

El desarrollo de la plataforma biosensora para el diagnóstico temprano de enfermedades forma parte de los proyectos del INTI financiados por el Fondo Argentino Sectorial (Fonarsec) del Ministerio de Ciencia Tecnología e Innovación Productiva (Mincyt).

El Fonarsec tiene como misión desarrollar capacidades críticas en áreas de alto impacto y transferencia permanente al sector productivo para mejorar la competitividad en el sector, contribuir a la solución de problemas y dar respuesta a las demandas de la sociedad, las empresas y el Estado. Sus principales áreas son biotecnología, TICs, nanotecnología, salud, energía, agroindustria y desarrollo social.

Los proyectos que se financian a través de este fondo deben estar en una etapa avanzada de investigación y demostrar un alto grado de innovación tecnológica y de impacto en sectores estratégicos. A su vez, las convocatorias requieren constituir consorcios público-privados, asegurando así la transferencia de los desarrollos hasta llegar a la producción.

Esta iniciativa del Mincyt encontró en el INTI un actor relevante para vincularse con empresas y con otras instituciones del sistema científico técnico, incluyendo distintas universidades y grupos de investigación.

 

Contacto:
Carlos Moina, moina@inti.gob.ar
INTI-Procesos Superficiales

Comentar en INTI Compartir en Facebook

    

NO©copyright Todos los materiales del Saber Cómo son propiedad pública de libre reproducción. Se agradece citar fuente