Deseando encontrar una cura para el cáncer, el VIH y otras enfermedades aún incurables, los investigadores ya han probado cientos de medicamentos, cada uno de los cuales requiere pruebas preclínicas y clínicas con sujetos vivos. ¿Cuántos agentes químicos más para probar? Moviéndose a ese ritmo,encontramos la cura durante nuestra vida?
Una de las formas más fáciles de acelerar el proceso de desarrollo de un fármaco es simplemente realizarlo fuera del cuerpo vivo por ejemplo, observando las sustancias reaccionar con las piezas más pequeñas de tejido vivo y, por lo tanto, predecir rápidamente el efecto general que produciráel cuerpo cuando está dentro. Este enfoque eventualmente proporcionará una selección preclínica más efectiva de candidatos a fármacos para el posterior ensayo clínico costoso y a largo plazo. Esto podría acercar a la humanidad a encontrar las curas que hemos estado buscando durante mucho tiempo.
Investigadores del Laboratorio de Nanoóptica y Plasmónica del Instituto de Física y Tecnología de Moscú - MIPT Rusia han ideado un nuevo tipo de biosensor basado en óxido de grafeno GO que podría acelerar significativamente el proceso de desarrollo de fármacos.Las propiedades de este carbono alótropo ayudan a mejorar significativamente la sensibilidad de la biosensibilidad, que en el futuro puede permitir el desarrollo de nuevos medicamentos y vacunas contra muchas enfermedades peligrosas, como el VIH, la hepatitis y el cáncer. La investigación, dirigida por Yury Stebunov, científico del MIPT,fue publicado en el Interfaces y materiales aplicados ACS . El artículo se titula "Chips sensores altamente sensibles y selectivos con capa de enlace de óxido de grafeno". Valentyn Volkov es el coautor principal, profesor invitado de la Universidad del Sur de Dinamarca. Otros coautores son Olga Aftenieva y AlekseyArsenina. Los nuevos chips biosensores basados en GO explotan el fenómeno de la resonancia de plasmones de superficie SPR. Los plasmones de superficie son ondas electromagnéticas que se propagan a lo largo de una interfaz metal-dieléctrica p. Ej., Oro / aire y cuyas amplitudes decaen exponencialmente en el medio vecino. Adsorción demoléculas de la solución en una superficie de detección altera el índice de refracción del medio cerca de esta superficie y, por lo tanto, cambia las condiciones de SPR. Estos sensores pueden detectar la adsorción de biomoléculas incluso en una billonésima parte de un gramo por milímetro cuadrado. Debido a lo anterior-méritos mencionados, SPR biosensing es una plataforma destacada para impulsar el progreso tecnológico en las áreas de la medicina y la biotecnología.de estos sensores es la capacidad de "visualizar" interacciones moleculares en tiempo real.
"La detección biológica de SPR es una herramienta valiosa para investigar una amplia gama de reacciones bioquímicas, estimar su cinética química y otras características. Todo esto se puede utilizar de manera eficiente para el descubrimiento y la validación de nuevos fármacos. La introducción generalizada de este método en los ensayos preclínicos cambiará por completola industria farmacéutica. Con los sensores SPR solo necesitamos estimar la interacción entre el fármaco y los objetivos en la superficie de detección ", dijo Stebunov.
La mayoría de los chips sensores SPR comerciales comprenden una placa de vidrio delgada cubierta por una capa de oro con capas de tiol o polímero. La sensibilidad de la biosensibilidad depende de las propiedades de la superficie del chip. Una mayor capacidad de unión de biomoléculas aumenta los niveles de señal y la precisión del análisis.En los últimos años, los nuevos materiales de carbono como el grafeno han atraído mucha atención debido a su gran área de superficie, fabricación de bajo costo e interacción con una amplia gama de biomoléculas.
Stebunov y el equipo del Laboratorio de Nanoóptica y Plasmónica de MIPT crearon y patentaron un nuevo tipo de chips sensores SPR con la capa de enlace, hechos de GO, un material con propiedades ópticas y químicas más atractivas que el grafeno prístino. El GO "escamas "se depositaron en la capa de oro de 35 nm. A continuación, se desarrolló una capa de proteína estreptavidina en GO para la inmovilización selectiva de biomoléculas.
Los científicos realizaron una serie de experimentos con el chip GO, el chip disponible comercialmente con la capa de dextrano carboximetilado CMD y el chip cubierto por grafeno monocapa. Los experimentos mostraron que el chip GO propuesto tiene una sensibilidad tres veces mayor que el chip CMD y 3.7veces que el chip con grafeno prístino. Estos resultados significan que el nuevo chip necesita muchas menos moléculas para detectar un compuesto y se puede utilizar para el análisis de reacciones químicas con moléculas pequeñas de fármacos. Una ventaja importante de los nuevos chips sensores basados en GO es susimplicidad y fabricación de bajo costo en comparación con los chips sensores que ya están disponibles comercialmente.
"Nuestra invención ayudará en el desarrollo de fármacos contra enfermedades virales y cancerosas. Esperamos que la industria farmacéutica exprese una fuerte demanda de nuestra tecnología", dijo Stebunov.
"El sensor también puede encontrar aplicaciones en control de calidad de alimentos, detección de toxinas, el sensor puede acortar significativamente el tiempo para un diagnóstico clínico", agregó el investigador.
Sin embargo, el chip desarrollado debe pasar por un ensayo clínico para aplicaciones médicas.
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Materiales proporcionado por Instituto de Física y Tecnología de Moscú . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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