Desarrollo de un inmunoensayo basado en sensores acústicos de alta resolución para la detección de los niveles de TNF-alpha.
El diagnóstico clínico en la medicina personalizada del futuro precisa de nuevas metodologías e instrumentos que permitan reducir los costes y tiempos de detección. A través de este proyecto, se ha validado un inmunosensor piezoeléctrico para la detección del biomarcador TNF-alpha. Este biomarcador participa activamente en la patogénesis de enfermedades inflamatorias y enfermedades neurodegenerativas a nivel ocular y extra-ocular. En particular, en patologías oftalmológicas como el glaucoma, se ha visto que los niveles de este biomarcador aumentan, lo que parece potenciar los niveles de neuro-degeneración. La determinación de los niveles de TNF-alpha varía de unos pacientes a otros. Determinar los niveles de cada paciente y administrar un tratamiento o terapia específico en función de los mismos, aumentaría la eficacia farmacológica y evitaría posibles reacciones adversas. La técnica que se emplea actualmente para la detección de este biomarcador es el inmunoensayo enzimático (ELISA- Enzyme Linked immunosorbent Assay). Las ventajas de ELISA son su sencillez, rapidez, bajo coste y alta sensibilidad y selectividad. Los inmunoensayos son capaces de detectar específicamente un analito diana en una muestra compleja, y se basan en la interacción de un antígeno (analito) con un anticuerpo que lo reconoce específicamente. En la técnica ELISA, la detección del analito es siempre indirecta, porque uno de los inmunoreactivos se marca. Dicho marcado puede comprometer la reacción bioquímica, siendo ésta su principal desventaja. El tiempo de ensayo es otra de las desventajas de ELISA. Una alternativa a la técnica ELISA, que comparte las ventajas de la misma, y que resuelve sus principales desventajas, la proporcionan los inmunosensores piezoeléctricos. En los inmunosensores piezoeléctricos uno de los inmunoreactivos se inmoviliza sobre la superficie de un transductor acústico y una señal física directa se genera cuando se produce la interacción. Esta característica permite una detección en tiempo real y libre de marcado. El transductor empleado es un cristal de cuarzo de alta frecuencia fundamental (HFF-QCM). El proyecto ha demostrado, a través una prueba de concepto, que los inmunosensores piezoeléctricos pueden ser una tecnología prometedora en la detección de la concentración de TNF-alpha.
El objetivo principal del proyecto es explorar 3 características innovadoras de la tecnología HFF-QCM frente a la técnica de referencia empleada actualmente (ELISA): tiempo de ensayo, coste del ensayo y límite de detección (LOD). Los resultados han sido los siguientes:
1) El coste del ensayo es superior al de ELISA porque el formato de ensayo propuesto (“sandwinch”) consume mucha cantidad de inmunoreactivo. Esto podría resolverse empleando nano-partículas de oro cuyo coste es inferior al de los inmunoreactivos.
2) El tiempo de cada ensayo (incluyendo la regeneración del sensor) es de aproximadamente 25 minutos, mientras que en ELISA es de 5 horas. Adicionalmente, la capacidad multianalito, que aún no se ha conseguido desarrollar, mejoraría el coste temporal.
3) El límite de detección es del mismo orden que el obtenido con ELISA y podría mejorarse empleando las nano-partículas de oro.