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Nanosensor patentado detecta y reacciona a los cambios de pH en las células


Andrea Idili, Alexis Vallée-Bélisle y Francesco Ricci han desarrollado un nanosensor basado en el ADN que permite medir la variación del pH en la nanoescala. Este nanosensor puede contribuir de manera significativa a los esfuerzos por construir nanodispositivos para minitorear el cáncer in vivo y  la administración dirigida de fármacos. Este nanosensor mide menos de 10 nm y se desarrolla a un pH programado específicamente.

Los bioingenieros de la Universidad de Roma Tor Vergata y la Universidad de Montreal han usado el ADN para desarrollar una herramienta que detecta y reacciona a los cambios químicos causados ​​por las células cancerígenas y que podrá algún día ser utilizada para suministrar fármacos a las células tumorales.

Los investigadores han elaborado un nanosensor que mide las variaciones de pH en la nanoescala – esto es el grado de acidez (un nivel de pH superior) o alcalina (un nivel de pH más bajo). Muchas biomoléculas, tales como enzimas y proteínas, están fuertemente reguladas por pequeños cambios de pH. Estos cambios afectan a su vez actividades biológicas tales como la catálisis enzimática, ensamblaje de proteínas, funciones de la membrana y la muerte celular. También hay una fuerte relación entre el cáncer y el pH.

Las células cancerosas, a menudo, muestran un pH más bajo en comparación con las células normales: el nivel de pH dentro de las células cancerígenas es mayor del que está fuera. Según el profesor Francesco Ricci, uno de los autores de esta investigación “En los organismos vivos estos pequeños cambios de pH normalmente se producen en pequeñas áreas que miden sólo unos pocos cientos de nanómetros”. “El desarrollo de sensores o nanomáquinas que pueden medir los cambios de pH en esta escala debería resultar de utilidad para diversas aplicaciones en el campo de la formación de imágenes in-vivo, el diagnóstico clínico y el suministro de fármacos . “

Para otro de los autores, el profesor Vallée- Bélisle “El ADN representa un material ideal para construir sensores o nanomáquinas a escala nanométrica” . “Al tomar ventaja de unas secuencias específicas de ADN que forman la triple hélice sensibles al pH, se ha diseñado un nanosensor versátil que puede ser programado para emitir fluorescencia sólo a valores de pH específicos. “La fluorescencia es la emisión de radiación, incluyendo la luz visible, causada por un intercambio de energía”. “Esta capacidad de programación representa un elemento clave para las aplicaciones clínicas – podemos diseñar un sensor específico para enviar una señal fluorescente sólo cuando el pH alcanza un valor específico, que es, por ejemplo, características de una enfermedad específica “, añade el otro autor Andrea Idili.

En el futuro, esta nanotecnología recientemente patentada también puede encontrar aplicaciones en el desarrollo de plataformas de administración de fármacos novedosos, que liberan fármacos quimio-terapéuticos sólo en la vecindad de las células tumorales .

Fuente: Journal of the American Chemical Society, Francesco Ricci Website,  Alexis Vallée-Bélisle Website

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