Investigadores de la Queen's University Belfast han desarrollado una nueva prueba de biomarcadores enzimáticos altamente innovadora que tiene el potencial de indicar enfermedades y contaminación bacteriana ahorrando tiempo, dinero y posiblemente vidas.
La prueba, desarrollada por científicos del Instituto para la Seguridad Alimentaria Global de Queen's, puede detectar marcadores enzimáticos de enfermedades conocidas como proteasas en humanos, animales y productos alimenticios.
Las proteasas son cruciales para el crecimiento de microorganismos y son responsables de la progresión de muchas enfermedades.
Los niveles de proteasas pueden estar muy elevados en la orina de pacientes con enfermedad renal diabética, o en los sitios de heridas infectadas. Del mismo modo, en las vacas, una elevación de proteasas en su leche puede revelar enfermedades como la mastitis bovina, un tipo deinfección de la glándula mamaria. En los alimentos, las proteasas producidas por bacterias contaminadas en la carne y los productos lácteos pueden provocar ranciedad, así como una disminución de la vida útil y la calidad.
Los métodos actuales de detección de proteasa son costosos, requieren mucho tiempo y no siempre son efectivos. Los científicos del Queen's Institute for Global Food Security han desarrollado un nanosensor que ha resultado en una detección de proteasa sensible, rápida y rentable en la leche y la orina.
Dra. Claire McVey, investigadora y coautora de Queen en el estudio publicado en una revista líder nano investigación , explica: "La prueba no solo es barata de producir, sino que se puede usar en cualquier lugar y no depende de las condiciones del laboratorio. Eliminar la necesidad de realizar pruebas en un laboratorio cambia la vida. Además de ser costoso-eficaz, significa un diagnóstico más rápido "
El nanosensor basado en nanopartículas de oro ideado por los investigadores de Queen indica cuándo están presentes las proteasas a través de una reacción de cambio de color visible. Las nanopartículas de oro son bien conocidas por su capacidad para acelerar la oxidación de una sustancia química llamada tetrametilbencidina TMB, visible a través de unvívida formación de color azul.
Cuando la caseína una molécula presente en la leche se agrega a las nanopartículas de oro, rodea las nanopartículas actuando como una barrera protectora de la superficie. Cuando se introduce TMB, la caseína evita la reacción de oxidación, lo que significa que no hay o solo un ligero cambio de color.
Cuando las proteasas están presentes, 'comen' la barrera protectora de caseína, exponiendo la superficie de las nanopartículas de oro. En este caso, cuando se agrega TMB, las proteasas han eliminado la caseína, lo que significa que la oxidación ocurre rápidamente causando un cambio rápido de color.
Dr. Cuong Cao, el académico principal del estudio: "Cuando agregamos TMB a las nanopartículas de oro cubiertas de caseína, podemos saber de manera casi instantánea si las proteasas están presentes si la solución se vuelve azul o no. Normalmente, estas pruebas toman mucho más tiempo"
Con este enfoque, las proteasas se pueden detectar en 90 minutos sin la necesidad de equipos de laboratorio complicados o costosos.
Además, los 'ingredientes' para fabricar el nanosensor están fácilmente disponibles y son de bajo costo. Las nanopartículas de oro se pueden producir en abundancia, con poca restricción en los requisitos de almacenamiento, por lo que es una sustancia duradera y barata.
El enfoque desarrollado por los investigadores de Queen se probó en la leche y la orina, pero podría adaptarse para una serie de otras aplicaciones.
El Dr. Cao explica: "El uso de moléculas distintas a la caseína para recubrir la superficie tiene el potencial de detectar otros tipos de biomarcadores enzimáticos. Por ejemplo, recubrir las nanopartículas con lípidos podría detectar la enzima lipasa, lo que podría ayudar en el diagnóstico de enfermedades comocomo pancreatitis.
"Después de la validación completa de esta prueba, nos gustaría explorar cómo podríamos ampliar la aplicación para detectar una serie de otras enfermedades o alimentos contaminados. Este nuevo enfoque permitirá la identificación de biomarcadores enzimáticos en el punto de atención. Podríacambiar el panorama de cómo se detectan y diagnostican los biomarcadores enzimáticos, lo que tiene un impacto no solo en la seguridad alimentaria, sino también en el diagnóstico de enfermedades relacionadas con las enzimas entre animales y humanos. El alcance potencial de esta prueba es enorme ".
El profesor Elliott, fundador del Instituto para la Seguridad Alimentaria Global y co-investigador en el estudio comentó: "La capacidad de diagnosticar enfermedades o contaminación rápidamente puede tener un gran impacto en la forma en que se pueden tratar los problemas graves.el costo del sistema ayudará a reducir los costos de las pruebas y podría transformar la cantidad de pruebas realizadas en el mundo en desarrollo ".
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Materiales proporcionado por Queen's University Belfast . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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