Un grupo de investigadores de la Universidad de Montreal ha diseñado un sistema innovador que permite monitorear la concentración de fármacos en sangre desde la comodidad del hogar. Esta técnica, denominada “cascadas de señalización”, puede cuantificar diversas moléculas a partir de una gota de sangre en menos de cinco minutos.
El desafío de mantener niveles adecuados de medicamentos en el organismo es un problema persistente en la medicina actual. Cada paciente presenta un perfil farmacocinético único, lo que provoca variaciones significativas en la concentración de los medicamentos. Para abordar esta cuestión, los investigadores han presentado su trabajo en el Journal of the American Chemical Society, donde enfatizan la potencial creación de dispositivos diagnósticos que optimicen el tratamiento de diversas patologías.
El profesor de química en la UdeM, Alexis Vallée-Bélisle, quien lidera el equipo, comentó que “la administración y el mantenimiento de una dosis terapéutica del fármaco son fundamentales para el éxito en el tratamiento de enfermedades”. Agregó que una exposición terapéutica subóptima puede disminuir la efectividad del tratamiento y causar resistencia a los medicamentos, mientras que la sobredosis puede incrementar los efectos secundarios.
En el campo de la quimioterapia, muchos pacientes no reciben la dosis adecuada de medicamentos, y las pruebas actuales no son lo suficientemente rápidas para identificar este problema. Vincent De Guire, bioquímico clínico del Hospital Maisonneuve-Rosemont, resaltó que “pruebas fáciles de realizar podrían ampliar la disponibilidad de la monitorización terapéutica de los fármacos y permitir tratamientos más personalizados”.
Vallée-Bélisle, quien posee una Cátedra de Investigación de Canadá en Bioingeniería y Bionanotecnología, ha explorado durante años cómo los sistemas biológicos monitorean la concentración de moléculas en su entorno en tiempo real. Este avance tecnológico se logró al estudiar cómo las células detectan y cuantifican moléculas en su entorno.
Guichi Zhu, primera autora del estudio y becaria postdoctoral en la UdeM, explicó que “las células han desarrollado cascadas de señalización a nanoescala compuestas por biomoléculas que interactúan entre sí y activan actividades celulares específicas ante la presencia de ciertos estímulos”. Inspirados por la modularidad de estos sistemas naturales, el equipo ha creado cascadas de señalización basadas en ADN que permiten la detección y cuantificación de moléculas específicas a través de señales electroquímicas.
El principio de detección de estos sensores es sencillo: la molécula objetivo, que se desea monitorear, interactúa con una molécula de ADN conocida como “aptámero”. Al unirse a la diana, el aptámero ya no puede inhibir otra molécula de ADN electroactivo, lo que permite generar una corriente electroquímica detectable con un lector económico. Vallée-Bélisle destacó que “una gran ventaja de estas pruebas electroquímicas es que su principio de detección puede generalizarse a múltiples dianas diferentes”. Esto significa que podrían desarrollarse dispositivos económicos capaces de detectar diversas moléculas en un tiempo breve, incluso en un entorno clínico o doméstico.
El equipo validó su innovador mecanismo al detectar cuatro moléculas distintas en un tiempo de cinco minutos, lo que abre nuevas posibilidades para el futuro de la monitorización de tratamientos farmacológicos.
