Un biosensor de grafeno permite a detección ultrasensible da hepatite C

Un equipo internacional con participación do CSIC logrou construír e validar un novo biosensor para a detección ultrasensible do virus da hepatite C (VHC). Este dispositivo baséase en transistores con grafeno que permite detectar proteínas clave do virus. Os resultados desta investigación acaban de ser publicados na revista Biosensors and Bioelectronics e a patente internacional da invención xa está solicitada.

Tal e como explican os grupos de investigación, que estiveron liderados por José Ángel Martín Gago, do Instituto de Ciencia de Materiais de Madrid (ICMM-CSIC), os biosensores baseados ​​en transistores con grafeno “convertéronse nunha ferramenta prometedora para detectar unha ampla gama de moléculas”. Ata o de agora o seu rendemento non era tan eficaz como se necesita, pero o traballo conxunto destes equipos deu cunha nova solución: “Utilizamos un método físico controlado, baseado en tecnoloxías sen carga, para a funcionalización covalente do grafeno cunha pequena molécula que se une á molécula sonda permitindo a detección do desexado. Desta forma logramos construír aptasensores ultrasensibles capaces de detectar unha proteína clave do VHC”, explica Irene Palacio, tamén do ICMM e coordinadora do traballo.

Publicidade

O sensor é sensible e estable e, ademais, proporciona resultados en poucos minutos

“O aptasensor demostrou ter unha sensibilidade extremadamente alta para a detección en plasma sanguíneo humano desta proteína, pertencente aos xenotipos 1 ao 4 do virus, nos que se agrupan o 95% das infeccións “, continúa a investigadora. Os resultados do estudo deron lugar a un biosensor que non só é moi sensible e estable, senón que proporciona resultados en poucos minutos, pódese reutilizar e é de baixo custo.

100 millóns de afectados

Carlos Briones, do Centro de Astrobioloxía (CAB), CSIC-INTA, explica que a detección deste virus é esencial: “Trátase dun patóxeno de gran relevancia clínica, pois é a principal causa da hepatite C crónica e un dos principais causantes do cancro de fígado. En canto á súa prevalencia, estímase que aproximadamente 100 millóns de persoas no mundo viven con VHC e prodúcense uns catro millóns de novas infeccións cada ano”.

Neste contexto, o aptasensor desenvolvido “detecta especificamente a proteína do VHC chamada core, que entre outras funcións é a responsable de formar a cápsida do virus”, sinala Briones, destacando que, ademais, esta tecnoloxía recentemente desenvolvida “pode estenderse a distintos tipos de patóxenos, como outros virus con xenoma de ARN ou ADN, bacterias, fungos ou parasitos”.

O dispositivo

Para conseguir o dispositivo desenvolvéronse e combináronse tres liñas de investigación complementarias: bioloxía molecular, nanotecnoloxía e microelectrónica. Por unha banda, no Centro de Astrobioloxía (CSIC-INTA) obtivéronse mediante evolución in vitro, e caracterizáronse funcionalmente, aptámeros de ADN con alta afinidade e especificidade fronte á proteína core do virus da hepatite C.

“A ferramenta é capaz de detectar concentracións moi baixas da proteína core do virus”

En paralelo, no ICMM desenvolveuse un protocolo de funcionalización covalente de grafeno, que se caracteriza por ser altamente estable e manter as propiedades singulares deste material. Finalmente no Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnoloxía (INL) de Braga (Portugal), construíronse plataformas biosensoras baseadas en transistores tipo sgfet de grafeno. Ademais, o estudo foi complementado polo Instituto de Física (Academia Checa de Ciencias) cun desenvolvemento teórico que explica o mecanismo de detección do sensor.

“A nosa tecnoloxía aproveita estas liñas de investigación de forma sinérxica, permitíndonos desenvolver un dispositivo aptasensor de grafeno con efecto campo (sgfet)”, defende Palacio. “A súa característica principal e innovadora e a alta estabilidade, reproducibilidade e sensibilidade da medida, capaz de detectar concentracións moi baixas da proteína core do VHC”, continúa a investigadora, que coincide con Briones en destacar a “gran aplicabilidade” da súa invención nos campos da biotecnoloxía e a biomedicina. Por todo iso, os autores móstranse abertos a colaboracións con outros grupos de investigación básicos ou clínicos, así como co sector privado interesado en licenciar e explotar a patente.

Referencia: Attomolar detection of hepatitis C virus core protein powered by molecular antenna-like effect in a graphene field-effect aptasensor (Publicado en Biosensors and Bioelectronics)