La tira de prueba más común que la gente podría pensar para el diagnóstico es una prueba de embarazo casera. Las mujeres embarazadas tienen niveles cada vez mayores del biomarcador gonadotropina coriónica humana (hCG), que es fácilmente detectable en la orina y aparecerá una tira delgada y colorida de anticuerpos cuando la hCG está presente.
Sin embargo, hay mucha más hCG en la orina que biomarcadores de cáncer en la sangre. Identificar concentraciones mínimas es el mayor desafío de las tiras reactivas que se han desarrollado para detectar todo, desde cáncer hasta enfermedades infecciosas y problemas cardíacos. La franja real en el papel simplemente no es lo suficientemente sensible como para cambiar de color para que el ojo humano la vea fácilmente en concentraciones que marcan una diferencia que cambia la vida.
Un poco de brillo de nanopartículas podría cambiar eso. Y no tendría un gran impacto en el costo de las tiras reactivas actuales según una nueva investigación dirigida por Xiaohu Xia, profesor asistente de química en la Universidad Tecnológica de Michigan. La investigación fue publicada recientemente en Nano letras.
Las nanopartículas de oro se han utilizado ampliamente durante décadas para el diagnóstico in vitro a fin de que las decisiones de tratamiento y atención médica sean más rápidas y fáciles para los médicos y los pacientes. Lo nuevo de la investigación de Xia es agregar una doble función a la nanopartícula al decorar cada diminuta esfera con una fina capa de platino.
Si lo hace, es más fácil para el ojo humano observar los cambios en la tira reactiva. También aumenta la precisión y proporciona resultados cuantificables para concentraciones extremadamente bajas de biomarcadores clave, que se miden en picogramos por mililitro. En el estudio de Xia, se centraron en el antígeno prostático específico (PSA), buscando señales de meras trillonésimas de gramo en una sola gota de sangre.
«Requerimos que la detección sea muy sensible», dice Xia, explicando que el platino es un gran catalizador y un poco ayuda mucho a impulsar la reacción química que hace que aparezca una tira de prueba. «Las nanopartículas de oro tienen un color rojo distintivo y mientras el platino sea ultrafino, el rojo de las nanopartículas de oro se verá a través».
El equipo de Xia llevó esa mejora un paso más allá: crearon un modo de baja sensibilidad (color de núcleos de nanopartículas de oro) y un modo de alta sensibilidad (color producido por pieles de platino a través de catálisis) para detectar PSA. Como muestra la foto a continuación, el modo de alta sensibilidad mejora en gran medida la visibilidad de la tira reactiva; el modo de baja sensibilidad está a la par con las tiras reactivas disponibles comercialmente.
Lo que es más, Xia estima que la delgada piel de platino no aumentará significativamente el costo de las tiras reactivas de nanopartículas de oro actuales en el mercado y el diseño es compatible con la detección de otros tipos de biomarcadores de cáncer.
«Un componente clave en la tira reactiva son los anticuerpos, que son únicos para cada biomarcador de cáncer y están disponibles comercialmente», dice. «Podemos reemplazar fácilmente el anticuerpo, por lo que esta es una plataforma de detección general».
El siguiente paso, dice Xia, es verificar la aplicación de otros biomarcadores de cáncer e incluso experimentar con aplicaciones para enfermedades infecciosas.
«La ventaja de esta tecnología es simple», dice. «Los dispositivos de punto de atención significan que las personas pueden comprarlos y hacer el diagnóstico por su cuenta; en una clínica, esta es una técnica barata y rápida que también mejora el diagnóstico y, por lo tanto, el tratamiento».
Todo lo que tomó fue un poco de decoración. Agregar un nuevo brillo de platino a las nanopartículas de oro de la vieja escuela ayudará a impulsar la tecnología mejorada de tiras reactivas de los laboratorios a las clínicas y los hogares.
