Un nuevo biosensor que combina varias tecnolog\u00edas est\u00e1 dando un importante paso adelante en el diagn\u00f3stico de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer. Denominado ImmunoSEIRA por sus creadores, investigadores de la \u00c9cole Polytechnique F\u00e9d\u00e9rale de Lausanne (EPFL) en Suiza, el dispositivo permite detectar e identificar biomarcadores prote\u00ednicos asociados a estas enfermedades.<\/p>\n\n\n\n
El tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas se enfrenta a un gran reto debido a la falta de m\u00e9todos de diagn\u00f3stico eficaces para la detecci\u00f3n precoz y el seguimiento de la progresi\u00f3n de la enfermedad. El mal plegamiento de prote\u00ednas, un mecanismo com\u00fan en la neurodegeneraci\u00f3n, se ha identificado como un acontecimiento importante en la progresi\u00f3n de la enfermedad. Se supone que las prote\u00ednas sanas degeneran primero en olig\u00f3meros en las primeras fases y en fibrillas en fases posteriores de la enfermedad. Estos agregados de prote\u00ednas mal plegadas circulan por el cerebro y los biofluidos y tambi\u00e9n se acumulan como dep\u00f3sitos en el cerebro de personas fallecidas con enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, el desarrollo de herramientas para detectar estos signos reveladores de la enfermedad, conocidos como biomarcadores, ha sido hasta ahora t\u00edmido. Los obst\u00e1culos para una detecci\u00f3n precisa son m\u00faltiples, entre ellos las limitaciones tecnol\u00f3gicas para separar y cuantificar con precisi\u00f3n los distintos agregados proteicos.<\/p>\n\n\n\n
La investigaci\u00f3n de la EPFL, publicada en Science Advances<\/a>, se bas\u00f3 en la Inteligencia Artificial (IA), empleando redes neuronales para cuantificar las etapas y la progresi\u00f3n de las enfermedades. Seg\u00fan los investigadores, este avance tecnol\u00f3gico es prometedor no solo para la detecci\u00f3n precoz y el seguimiento, sino tambi\u00e9n para evaluar las opciones de tratamiento en las distintas fases de progresi\u00f3n de las enfermedades neurodegenerativas.<\/p>\n\n\n\n Para crear este biosensor, los investigadores del Laboratorio de Sistemas Bionanofot\u00f3nicos y del Laboratorio de Neurobiolog\u00eda Molecular y Neuroprote\u00f3mica combinaron varios campos de la ciencia, desde la bioqu\u00edmica de prote\u00ednas y la optoflu\u00eddica hasta la nanotecnolog\u00eda y la IA. \u00abA diferencia de los enfoques bioqu\u00edmicos actuales, que se basan en la medici\u00f3n de los niveles de estas mol\u00e9culas, nuestro planteamiento se centra en la detecci\u00f3n de estructuras an\u00f3malas. Esta tecnolog\u00eda tambi\u00e9n nos permite diferenciar los niveles de las dos principales formas anormales implicadas en el desarrollo y la progresi\u00f3n de las enfermedades neurodegenerativas, los olig\u00f3meros y las fibras\u00bb, explica el profesor Hilal Lashuel, del segundo laboratorio implicado en el estudio.<\/p>\n\n\n\n El biosensor ImmunoSEIRA emplea una tecnolog\u00eda denominada espectroscopia de absorci\u00f3n infrarroja mejorada en superficie (SEIRA). Este m\u00e9todo permite detectar y analizar las formas de biomarcadores asociadas a enfermedades neurodegenerativas. El sensor utiliza un inmunoensayo \u00fanico que act\u00faa como detective molecular, identificando y captando estos biomarcadores con gran precisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El sensor ImmunoSEIRA presenta disposiciones de oro con anticuerpos para la detecci\u00f3n de prote\u00ednas espec\u00edficas. Permite la captura espec\u00edfica en tiempo real y el an\u00e1lisis estructural de biomarcadores diana en muestras extremadamente peque\u00f1as. A continuaci\u00f3n, se emplean redes neuronales para identificar la presencia de formas espec\u00edficas de prote\u00ednas mal plegadas, agregados oligom\u00e9ricos y fibrilares, con lo que se consigue un nivel de precisi\u00f3n en la detecci\u00f3n sin precedentes a medida que avanzan las enfermedades. Lashuel cree que se trata de un avance significativo en la detecci\u00f3n de estas enfermedades.<\/p>\n\n\n\n \u00abDado que el proceso de la enfermedad est\u00e1 fuertemente asociado a cambios en la estructura de las prote\u00ednas, creemos que los biomarcadores estructurales, especialmente cuando se integran con otros biomarcadores bioqu\u00edmicos y de neurodegeneraci\u00f3n, pueden allanar el camino para un diagn\u00f3stico m\u00e1s preciso y el seguimiento de la progresi\u00f3n de la enfermedad\u00bb, subraya Lashuel.<\/p>\n\n\n\n El equipo de investigaci\u00f3n fue un paso m\u00e1s all\u00e1 y demostr\u00f3 que el biosensor ImmunoSEIRA puede utilizarse en entornos cl\u00ednicos reales, es decir, en biofluidos. Fue posible identificar con precisi\u00f3n la firma espec\u00edfica de fibrillas anormales, un importante indicador de enfermedades neurodegenerativas, incluso en fluidos complejos como el l\u00edquido cefalorraqu\u00eddeo humano. La siguiente fase de esta nueva tecnolog\u00eda consistir\u00e1 en seguir ampliando sus capacidades y evaluar su potencial diagn\u00f3stico en la enfermedad de Parkinson y en el creciente n\u00famero de enfermedades causadas por el plegamiento y la agregaci\u00f3n de prote\u00ednas.<\/p>\n\n\n\n Por otro lado, cient\u00edficos de la UC Santa Cruz presentaron biosensores basados en chips que permiten que un \u00fanico dispositivo realice m\u00faltiples pruebas m\u00e9dicas simult\u00e1neamente sobre distintas biomol\u00e9culas, incluso a concentraciones muy diferentes. La soluci\u00f3n utiliza el aprendizaje autom\u00e1tico para reconocer part\u00edculas con gran precisi\u00f3n, lo que permite analizar los datos en tiempo real.<\/p>\n\n\n\n Se han aplicado nuevas t\u00e9cnicas de procesamiento de se\u00f1ales a un biosensor basado en un chip optoflu\u00eddico para detectar de forma continua la fluorescencia de una mezcla de nanoesferas en concentraciones superiores a ocho \u00f3rdenes de magnitud (de atmolar a nanomolar). Esto ampl\u00eda en m\u00e1s de 10.000 veces el rango de concentraci\u00f3n en el que pueden funcionar estos sensores, explica un art\u00edculo publicado en el sitio web SciTechDaily<\/a>.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores tambi\u00e9n aplicaron un algoritmo extremadamente r\u00e1pido para identificar se\u00f1ales de part\u00edculas individuales a bajas concentraciones en tiempo real. El aprendizaje autom\u00e1tico ayud\u00f3 a reconocer patrones de se\u00f1ales para poder distinguir los distintos tipos de part\u00edculas con gran precisi\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Un nuevo biosensor que combina varias tecnolog\u00edas est\u00e1 dando un importante paso adelante en el diagn\u00f3stico de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer. Denominado ImmunoSEIRA por sus creadores, investigadores de la \u00c9cole Polytechnique F\u00e9d\u00e9rale de Lausanne (EPFL) en Suiza, el dispositivo permite detectar e identificar biomarcadores prote\u00ednicos asociados a estas enfermedades. 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