Los investigadores de LMU han desarrollado una estrategia que permite adaptar fácilmente los biosensores a una amplia gama de aplicaciones.
Los biosensores desempeñan un papel clave en la investigación y el diagnóstico médicos. Sin embargo, actualmente, normalmente hay que adaptarlos específicamente a cada aplicación. Un equipo dirigido por el químico de la LMU Philip Tunfield ha desarrollado una estrategia modular general para diseñar sensores que puedan adaptarse fácilmente a diferentes moléculas objetivo y rangos de concentración. Como informan los investigadores en la revista Nanotecnología de la naturalezaSu nuevo sensor modular tiene el potencial de acelerar significativamente el desarrollo de nuevas herramientas de diagnóstico para la investigación.
El sensor utiliza una estructura de origami de ADN, que consta de dos brazos conectados por una “bisagra” molecular. Cada brazo está marcado con un tinte fluorescente y la distancia entre las etiquetas se registra mediante transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET). En posición cerrada, ambos brazos quedan paralelos. Cuando la estructura se abre, el brazo forma un ángulo de hasta 90°. “Como resultado de este gran cambio, la señal de fluorescencia también cambia significativamente”, explica Viktorija Glamboket, autora principal del estudio. “Esto permite medir las señales con mucha mayor claridad y precisión que los sistemas con pequeñas fluctuaciones”.
Efectos cooperativos
El andamio de origami puede equiparse con sitios de acoplamiento para diversos objetivos biomoleculares, como ácidos nucleicos, anticuerpos y proteínas. Si el sensor está abierto o cerrado depende de la unión de la molécula objetivo correspondiente al andamio de origami. De este modo, los sensores se pueden adaptar y optimizar deliberadamente utilizando sitios de unión adicionales o estabilizando cadenas de ADN. “Es relativamente fácil diseñar origami de tal manera que se puedan interrogar simultáneamente múltiples interacciones moleculares entre la molécula objetivo y el sensor”, explica Tinfield. “Estos enlaces múltiples conducen a efectos cooperativos interesantes que permiten controlar específicamente la sensibilidad del sensor sin interferir con las interacciones biomoleculares en sí mismas, es decir, la fuerza con la que la molécula objetivo se hunde hasta su sitio de unión. Esta flexibilidad es un gran ventaja de nuestro sistema.”
Los investigadores planean mejorar aún más el sensor para aplicaciones biomédicas y de otro tipo en el futuro. Tinnefeld dice que una aplicación potencial podría ser un sensor de campo que monitoree varios parámetros y libere agentes activos bajo ciertas condiciones.
