Nuevo biochip detecta niveles de exposición a radiación

Dispositivo portátil que puede medir la exposición que ha tenido una persona a radiación en minutos utilizando cambios inducidos por radiación en las concentraciones de algunas proteínas en la sangre. Esta imagen muestra un estación lectora con chip nanosensor magnético, cartucho del chip y chip. (Crédito: S. Wang)

Científicos de Berkeley Lab han colaborado en el desarrollo de un biochip que podría rápidamente determinar si alguien ha estado expuesto a niveles peligrosos de radiación.

Este chip, el primero en su clase, tiene un arreglo de nanosensores que miden las concentraciones de proteínas que cambian después de una exposición radiactiva.

Aunque aún se encuentra en desarrollo, la tecnología podría conducir a dispositivos móviles que alertarían si una persona requiere atención médica después de un incidente que involucre radiación.

Pruebas preliminares en ratones indican que esta tecnología sólo requiere una gota de sangre, mide la dosis de radiación en minutos y proporciona resultados hasta 7 días después de haber estado expuesto.

La tecnología fue desarrollada conjuntamente con científicos de la Universidad de Stanford, con ayuda de científicos del Instituto de Investigación de Radiología de las Fuerzas Armadas de Estados Unidos, Escuela de Medicina Davis de la Universidad de California, entre otros.

El reporte científico se encuentra en la revista de acceso libre Scientific Reports.

Cómo identificar personas que requieren atención inmediata

“Se requiere más investigación, pero este chip podría ser una forma fácil de detectar a personas que requieren ayuda después de tener exposición a radiación” dijo Andy Wyrobek del Berkeley Lab, y quien dirigió el equipo multi-institucional que desarrolló el panel de proteínas en la sangre sensibles a radiación. “El objetivo es proporcionar al personal médico una manera de identificar a la gente que requiere atención inmediata. También se necesita identificar a una gran cantidad de personas que recibieron alguna dosis de radiación y que no requieren atención médica”.

En la actualidad, la manera más común de medir la exposición a la radiación es un ensayo de sangre llamado ensayo de cromosoma dicéntrico, que da seguimiento a cambios cromosomales después de una exposición. Otro método es observar el inicio de síntomas físicos. Pero estos métodos requieren varios días para proporcionar resultados y resulta muy tardado para identificar personas que podrían beneficiarse de un tratamiento inmediato.

Un diagrama esquemático de inmunoensayo con biochip magneto nanosensor: (a) Anticuerpos capturados con covalentemente inmovilizados en la superficie del sensor. (b) Antígenos ‘diana’ son capturados y antígenos nocomplementarios son subsecuentemente eliminados. (c) La adición de anticuerpo de detección biotinilado forma una estructura de emparedado o sándwich. (d) Nanopartículas magnéticas recubiertas de streptavidin se unen a la detección de anticuerpos con biotina del campo magnético disperso. (crédito: Dokyoon Kim et al./Scientific Reports)

Durante los años anteriores inmediatos, Wyrobek y sus colegas de Berkeley Lab han explorado las firmas bioquímicas de distintas dosis de radiación. Han identificado más de 250 proteínas que se modifican después de una exposición. Estas proteínas pueden servir como biomarcadores que indican si una persona ha sido expuesta o no a radiación y en qué cantidad. Lo que se ha carecido es de una plataforma que haga uso de estos biomarcadores.

Mientras tanto, en la Universidad de Stanford, los investigadores han sido pioneros en el uso de nanopartículas magnéticas y sensores magnetoresistivos gigantes para bio-detección. Estos sensores están recubiertos con moléculas diseñadas  para capturar otras “moléculas diana”. Los sensores producen señales eléctricas cuando la molécula diana es seguida de una nanopartícula magnética. De esta manera, una persona puede detectar la presencia de objetos a nanoescala, tales como proteínas –aunque los objetos sean invisibles al ojo.

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