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Medidor de tirosina del grupo MINYNANOTECH

De mano de Laura García Carmona, doctoranda en el programa de Formación de Personal Investigador en Universidad de Alcalá de Henares bajo la dirección del profesor Alberto Escarpa y la profesora María Cristina González, os presentamos hoy el trabajo desarrollado en el grupo MINYNANOTECH que puede mejorar la calidad de vida de personas afectadas de enfermedades metabólicas hereditarias. Se trata de un proyecto que desarrolla sensores de distintas moléculas; hoy hablamos del medidor de tirosina, que facilitaría la vida a los pacientes afectados de tirosinemia y permitiría detectar otras enfermedades también.

Grupo de investigación MINYNANOTECH

El grupo de Miniaturización y nanotecnologías analíticas dirigido por el profesor Alberto Escarpa se dedica al estudio de las posibilidades analíticas del electroanálisis avanzado, tecnología lab-on-a-chip y nanotecnología analítica en el ámbito del análisis clínico y agroalimentario. Dentro del grupo existen varias lineas de investigación paralelas:

  • Una rama fundamental basada fundamentalmente en la búsqueda de nanomateriales que puedan mejorar las medidas electroquímicas.
  • El empleo de plataformas microfluídicas tales como los chips de electroforesis capilar, que permiten la separación de moléculas para su detección conjunta.
  • La creación de biosensores (empleando material biológico para el reconocimiento de la molécula de interés).
  • Y una última rama basada en el diseño de nuevos micromotores autopropulsados

Todas estas ramas pretenden mejorar las características analíticas de los sensores, con el fin último de ser capaz de detectar de manera selectiva moléculas de interés. En el grupo realizamos aplicaciones tanto agroalimentarias como clínicas. De estás ultimas cabe destacar una colaboración el Hospital Clínico de Madrid para el diagnóstico de sepsis neonatal y, la aplicación que nos ocupa que es el diagnóstico de enfermedades metabolicas raras, con la colaboración del Centro de Diagnóstico de Enfermedades Moleculares de Madrid y recientemente con la Federción Española de Enfermedades Metabólicas Hereditarias.

Medidor de tirosina

Hasta el momento se ha realizado con éxito un sensor de tirosina. Este sensor es un sensor electroquímico, que aprovecha las características eléctricas de las moléculas para ser detectadas mediante la aplicación de un potencial eléctrico. El funcionamiento detallado lo contemplaremos en un artículo aparte, pero comentar que el diseño final consiste en un electrodo pequeño de unas dimensiones de 3,4 cm de largo x 1 cm de ancho,desechable – lo que facilita el uso por parte del paciente – y económico, ya que cada electrodo tendría un precio aproximado de muy pocos euros.

Muestras reales y resultados satisfactorios

Para la validación del método hemos empleado muestras reales de sangre, plasma y orina de pacientes anónimos que padecen tirosinemia. Estas muestras han sido proporcionadas por el Centro de Diagnóstico de Enfermedades Moleculares, quien actualmente es el centro encargado de realizar el diagnóstico y seguimiento de las enfermedades metabólicas raras. En todas las muestras hemos sido capaces de diagnosticar tirosinemia, viendo claras diferencias entre muestras sanas y enfermas: diferenciándose perfiles sanos en los que únicamente hay un pico de oxidación correspondiente al ácido úrico, de perfiles tirosinémicos en los que además aparece el pico de oxidación correspondiente a la tirosina. Esto es especialmente relevante ya que la técnica permite eliminar el principal interferente.

Nuestro resultado más importante es, que empleando este sensor, hemos conseguido cuantificar tirosina en plasma y sangre con más de un 95% de exactitud con respecto al valor obtenido en el centro de referencia, lo que abre la posibilidad de que pueda convertirse en un point of care testing.

Aplicación

El diagnóstico precoz de enfermedades metabólicas hereditarias es esencial para evitar los graves daños que se ocasionan, tales como daño neurologíco o insuficiencia hepática en casos de tirosinemia, que provocan que la persona enferma no supere los 2 años de vida en ausencia de tratamiento.

La detección de tirosinemia dentro del programa de cribado neonatal se lleva a cabo mediante la cuantificación de la tirosina en sangre impregnada en papel en los programas de detección precoz de metabolopatías. En los últimos años ha crecido la implementación de esta prueba dentro del programa de cribado neonatal, no obstante, los programas de cribado difieren entre países y, lo que es más llamativo, entre diferentes Comunidades Autónomas.

Por otro lado, un aspecto fundamental es generar herramientas de seguimiento adecuadas ya que este tipo de enfermedades hace que los afectados requieran de una dieta baja en proteínas para controlar los niveles de aminoácidos (o sus derivados) que causan los daños de la enfermedad. El nivel de éstos necesita ser extrictamente controlado mediante técnicas que actualmente pasan por extracción de muestra y análisis en laboratorios especializados, proceso que en total puede llevar entre 1 y 2 semanas, y que gracias a este sensor se reduciría a pocos minutos.

1 comentario en “Medidor de tirosina del grupo MINYNANOTECH”

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