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Biosensores diseñados en la Universidad de Vigo lucharán para frenar la plaga del Alzheimer

La investigación del grupo TeamNanoTech se lleva a cabo en el marco de la Rede Galega de Biomateriais

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El Alzheimer presenta el peligro de convertirse en una de las peores plagas sanitarias a nivel mundial en tan sólo unas décadas. En la actualidad, esta enfermedad neurodegenerativa afecta a un 10% de la población mayor de 60 años y a un 40% de los mayores de 80. La previsión de que el número global de afectados consiga los 150 millones en 2050, lo que multiplica por cinco la cifra actual, hace aún más urgente la necesidad de herramientas de diagnóstico tempranas para frenar la destrucción neuronal cuando el deterioro cognitivo no es aún crítico.

“Uno de los principales desafíos científicos actuales es poder emitir un diagnóstico precoz de esta enfermedad, esto es, antes de la aparición de problemas de memoria significativos”, explica Miguel Correa, coordinador del grupo TeamNanoTech de la Universidad de Vigo, integrado en el Instituto de Investigación Biomédica Ourense-Pontevedra-Vigo (IBI). Su proyecto para diseñar herramientas avanzadas de detección temprana del Alzheimer viene de iniciarse gracias a la financiación de la Fundación Tatiana Pérez Guzman el Bueno y en él colaboran también investigadores de la Gerencia de Gestión Integrada de Vigo (Sergas).

En la mayor parte de las ocasiones, el diagnóstico del Alzheimer se realiza en fases avanzadas, cuando los síntomas clínicos y cognitivos son notorios y los daños en el cerebro son ya evidentes e irreversibles. La recuperación de las neuronas muertas es casi imposible y sólo se pode tratar de demorar la muerte neuronal del resto. Aunque las estrategias terapéuticas y los fármacos existentes son capaces de preservar las células aún vivas, cuando se manifiestan los síntomas cognitivos la destrucción neuronal ya es excesiva y salvaguardar estas células no es suficiente.

Las nuevas herramientas diagnósticas que los investigadores vigueses están a desarrollar en el marco de la Rede Galega de Biomateriais harán posible aplicar en fases muy incipientes nuevos métodos terapéuticos que podrían alterar el desarrollo de la enfermedad subyacente, frenando o incluso deteniendo su avance. Por lo tanto, conseguir detectar lo antes posible la enfermedad supondría un gran avance en su tratamiento y prevención y, a su vez, las consecuencias serían muy beneficiosas tanto para la calidad de vida de los enfermos y de sus familias como para el trabajo de cuidadores y profesionales médicos.

Por último, está el aspecto social. Si una persona sabe que va a padecer la enfermedad puede preparar esta fase de su vida, como arreglar la casa, planificar sus cuidados y hacer testamento, por ejemplo

En definitiva, se trata de desarrollar un método sencillo y rápido que permita detectar la enfermedad mediante un simple análisis de sangre, incluso adivinando su aparición en personas nuevas. “Mientras no se desarrolle una cura, esto sería muy importante porque muchos fármacos contra el Alzheimer no funcionan al estar ya el cerebro muy deteriorado y sin capacidad de respuesta. Estos mismos fármacos pueden funcionar en un cerebro en buenas condiciones”, explica Correa. Además, se sabe que los buenos hábitos de vida, como hacer ejercicio físico y llevar una alimentación saludable, frenan mucho el deterioro del cerebro ante el Alzheimer, por lo que un diagnóstico precoz pode concienciar sobre cambios de hábitos capaces de retrasar la aparición de la enfermedad muchos años. “Por último, está el aspecto social. Si una persona sabe que va a padecer la enfermedad puede preparar esta fase de su vida, como arreglar la casa, planificar sus cuidados y hacer testamento, por ejemplo”, añade el investigador.

 

Bionsensores a escala nano

 

“La base de nuestra investigación es que los cambios en la estructura cerebral asociados a esta enfermedad tienen lugar mucho antes de que se presenten los primeros síntomas clínicos”, explica Correa. “El objetivo de nuestro proyecto es desarrollar una nueva generación de sensores que permita llevar a cabo la búsqueda de biomarcadores del Alzheimer. De este modo podría adelantarse el diagnóstico de esta enfermedad”.

Además, estos sensores permitirán realizar un seguimiento eficiente de la evolución de la enfermedad, lo que ayudaría a conocer con mayor celeridad el grado de adecuación de las distintas terapias a los pacientes.

A través de la investigación biomédica, en los últimos años se descubrió un conjunto de biomarcadores asociados al Alzheimer desde estados muy tempranos. Los biomarcadores son substancias presentes en nuestro cuerpo que indican, entre otras cosas, la presencia de una patología. Su detección y cuantificación se puede realizar a través de biosensores.

Durante los tres próximos años, los investigadores de la Universidad de Vigo centrarán sus esfuerzos en el diseño, síntesis y optimización de plataformas sensoras de fragmentos de receptores de lipoproteínas LRP1 y LRP2, especies químicas que presentan variaciones en pacientes con Alzheimer y que, por lo tanto, actúan como biomarcadores. “Llevaremos a cabo la validación clínica de estos fragmentos en muestras de suero sanguíneo y líquido cefalorraquídeo en diferentes estados de la enfermedad”, exponen el coordinador del proyecto. Además, tratarán de identificar nuevos biomarcadores de diagnóstico para incrementar los focos de detección temprana de la enfermedad.

El desarrollo de esta nueva generación de sensores combinará la nanoquímica, el reconocimiento molecular, la biofuncionalización y la espectroscopía Raman amplificada por superficie, una técnica de alta resolución que identifica en pocos segundos casi cualquier compuesto orgánico o inorgánico. “Estas plataformas sensoras incorporarán materiales híbridos nanoestruturados que, por sus propiedades, permitirán realizar análisis de manera rápida y fiable y conseguir niveles de detección ultrasensibles”, especifica Correa. Estos materiales estarán basados en oro, plata y óxido de silicio y serán biofuncionalizados mediante anticuerpos. Otra ventaja de emplear este tipo de materiales es su potencial para crear dispositivos miniaturizados, lo que en último término facilitará su aplicación a nivel práctico.

 

La medicina del futuro

 

La utilización de biosensores es uno de los sistemas para la detección de biomarcadores, orientados al diagnóstico médico que marcarán el futuro de la práctica clínica no solo a nivel de diagnóstico de enfermedades sino también en la personalización de las terapias a aplicar.

Varios de los grupos integrados en la Red Galega de Biomateriais trabajan en este tipo de dispositivos, capaces de hacer diagnóstico de tejidos incluso la escala molecular, lo que haría posible detectar el cáncer o, como en este caso, el Alzheimer, en fases muy incipientes. En el ámbito del tratamiento, estos biomateriais son capaces de administrar fármacos en el punto exacto en el que se localiza la patología, como por ejemplo un tumor, aumentando la eficacia y minimizando los efectos colaterales sobre tejidos sanos.

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