Microesferas de látex detectan virus en sangre a concentraciones mínimas

Un equipo de científicos norteamericanos ha puesto a punto una técnica muy sensible para detectar materiales biológicos, por ejemplo, virus, en las muestras de sangre a concentraciones extremadamente bajas: de hasta una partícula de antígeno por un cuatrillón (1,000,000,000,000,000) de moléculas de agua.

El sistema ha sido patentado por el National Institute of Standards and Technology (NIST), de Estados Unidos.

Según publica este Instituto en un comunicado, el esquema básico del dispositivo consistiría en unas pinzas ópticas.

Una pinza óptica es un instrumento científico que usa un rayo láser para proveer una fuerza atractiva o repulsiva, destinada a sostener y mover físicamente objetos dieléctricos microscópicos (como microesferas de látex o células biológicas).

Las pinzas ópticas han sido particularmente exitosas en el estudio de una variedad de sistemas biológicos en los últimos años.

En qué consiste

Por otro lado, el uso del láser en biología y medicina no es algo nuevo, puesto que los rayos láser tienen hoy día múltiples aplicaciones en diferentes áreas, entre ellas la cirugía. Pero la técnica desarrollada por el NIST destaca por su alta sensibilidad.

El dispositivo está compuesto por los siguientes elementos. Para detectar agentes causantes de enfermedades, los investigadores fabrican en primer lugar microesferas de látex y las recubren con un anticuerpo o antígeno específico (como un virus u otro agente infeccioso).

Estas microesferas llevan una carga, por lo que su movimiento es manipulado mediante un campo eléctrico generado por rayo láser.

Por otro lado, sobre una lámina de vidrio se coloca una muestra de líquido, por ejemplo de sangre, que contenga antígenos. Cuando la microesfera entra en contacto con la muestra, los antígenos de ésta se insertan en los anticuerpos de las esfera, de manera similar a como se pega el velcro (sistema muy extendido de apertura y cierre rápido), en el que los lazos de una tira se combinan con los ganchos de la otra.

Futuro test altamente sensitivo

Determinando la cantidad de energía del láser necesaria para tirar de la microesfera hasta separarla de la superficie de la lámina de vidrio, los científicos pueden inferir el número de antígenos individuales que estaban atando a la esfera.

Es decir, que la cantidad de fuerza mínima aplicada a las pinzas ópticas para romper los lazos suministra información sobre la concentración de anticuerpos en la muestra observada.

El National Institute of Standards and Technology ha vendido bajo licencia (aunque sin exclusividad) esta tecnología a la compañía Haemonetics de Masssachussets (en Estados Unidos) para que a partir de ella se desarrolle un práctico método de ejecución de tests sanguíneos altamente sensitivos.

Haemonetics es una empresa especializada en cuidados sanitarios, que suministra tecnologías de gestión de sangre a hospitales y agencias de recogida de sangre y plasma.

Magia óptica

Las pinzas ópticas son una de las microherramientas más pequeñas del mundo, pero su uso resulta de gran importancia actualmente en laboratorios de biofísica, biotecnología, medicina reproductiva, nanotecnología y biología celular y molecular.

Por ejemplo, estas pinzas se han utilizado para examinar la cantidad de fuerza necesaria para estirar y enrollar moléculas individuales de ADN, estudiar el movimiento browniano (movimiento aleatorio que se observa en algunas partículas nanoscópicas que se hallan en un medio fluido), y para manipular las células.

En 2007, ingenieros del MIT las utilizaron para manipular células sobre un chip de silicio, y en 2006, físicos de la Universidad de Bonn usaron pinzas láser para ordenar y alinear hasta siete átomos, según publicó entonces la revista Nature.