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Desarrollan biosensor capaz de detectar sustancias irritantes

El receptor servirá para ubicar bacterias en alimentos contaminados y para entender el dolor. Servirá para hallar patógenos en la mucosa estomacal, por ejemplo.
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Desarrollan biosensor capaz de detectar sustancias irritantes

En la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) se construye un biosensor para detección de sustancias irritantes, que podría utilizarse en la ubicación de alimentos contaminados con bacterias patógenas.

El conocimiento básico generado en torno al proyecto del biosensor también podría ayudar a "tener un arsenal más grande", para entender el dolor o la inflamación causados por algún agente físico o por procesos patofisiológicos, dijo el biofísico León David Islas Suárez, quien trabaja en el proyecto.

En su laboratorio de la Facultad de Medicina (FM), Islas Suárez genera quimeras (cruzas) de canales iónicos y proteínas fluorescentes para detectar la presencia de sustancias nocivas no sólo en alimentos, sino en el ambiente, en el aire que se respira.

En la membrana celular, explicó, hay receptores (proteínas que actúan como canales que regulan el flujo de iones al interior de la célula) especializados en la detección de componentes irritantes –como los que contiene la cebolla, el ajo, la mostaza, el chile y otros alimentos– involucrados en la generación de señales eléctricas como respuesta a las sustancias con esas características.

Aprovecha esa habilidad natural de ciertos receptores (proteínas o canales iónicos) para que reporten ópticamente si son activados por sustancias irritantes.

Por ejemplo, el biosensor servirá para detectar ciertas bacterias patógenas en algún medio líquido o de una infección bacteriana en la mucosa estomacal.

O si se quisiera saber si hay enterobacterias en fresas de Irapuato, en una muestra se podría aplicar el biosensor, y si se produce una señal de fluorescencia, eso indicaría que están infectadas.

Dolor e inflamación

Con ese fin, ha creado quimeras del receptor de la capsaicina o TRPV1, que se encuentra en neuronas sensoriales y produce la sensación de picazón, así como de otros canales emparentados, como el TRPA1, que se activa con sustancias que contiene el esmog.

El TRPV1 también es un receptor involucrado en procesos de dolor y de inflamación. Por ejemplo, si uno se pica un dedo con una aguja o se quema la mano al agarrar un sartén caliente, el dolor que se produce está mediado por esa proteína, indicó el biofísico.

En su laboratorio también realiza manipulación en genes que codifican; estos últimos se perpetuan y producen un gran número de bacterias. Después, en células inmortalizadas, derivadas de tumores cancerosos de mamíferos, se inserta el ADN que se codifica para el receptor ya modificado; luego, estas células lo procesan, transcriben, traducen y envían a la membrana.

Para lograrlo y medir estas señales, se construyó un microscopio adecuado y se utiliza la técnica espectroscópica de Transferencia de Energía por Resonancia de Fluorescencia (FRET, por sus siglas en inglés).

Como la espectroscopía requiere de iluminación monocromática y las fuentes de luz para el microscopio de fluorescencia no lo son, se fabricó un aditamento para acoplar la luz láser a la fibra óptica y obtener epifluorescencia con aquélla.

Por ello, el universitario diseñó algunas monturas ópticas y algunos acopladores para el microscopio, y luego se construyeron en el taller de la FM.

Actualmente se tramita la patente de este sistema de acoplamiento hecho en la UNAM. Si hay interés de alguna empresa, se podría comercializar, toda vez que puede ser utilizado por otros investigadores que utilicen espectroscopía para estudiar, por ejemplo, interacciones entre proteínas.

Ya se tiene un avance importante. Se observan señales de FRET, sin embargo, no se ha logrado encontrar una posición de los reporteros fluorescentes que reporten un cambio en las señales; "necesitamos verlo".

Las metas para 2012, indicó, son lograr la patente, la publicación de un artículo en el que se describen los hallazgos del FRET de la proteína, y continuar la búsqueda de otras posiciones que nos den cambios en el FRET.

Se inició la investigación hace año y medio, con apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal (ICTDF).