Rediseño Y Construcción De Un Biosensor Electroquímico Para Detección Y Cuantificación De Un Biomarcador De Respuesta Antigénica

Este proyecto propone la adaptación de un protocolo de inmovilización de anticuerpos (Rowe, et al. 2011) y su implementación a un electrodo SPE, para el rediseño y construcción de un biosensor electroquímico que detecte y cuantifique un biomarcador de respuesta antigénica para determinar si el origen de un cuadro infeccioso agudo es viral o bacteriano, empleando la concentración del biomarcador medido (tentativamente proteína C reactiva) como carácter diagnóstico. Existen biosensores diagnósticos para uso en el Punto de Atención (POC) empleados para detectar todo tipo de patologías específicas como el cáncer, a partir de analizar una pequeña muestra biológica. Se trata de tecnología reciente e innovadora, la cual se estima transformará la manera en como los profesionales de la salud analizan un cuadro clínico y formulan un diagnóstico con mayor asertividad y en menor tiempo (Baryeh, et al., 2017). Este nuevo abanico de productos clínicos constituye la siguiente generación de dispositivos médicos (Baryeh, et al., 2017), encontrando muchos de ellos comúnmente ya en consultorios y centros de salud; como lo son el glucómetro, los ensayos PCR de 15 minutos, pruebas enzimáticas, entre otros. Sin embargo, al no existir reportados en la literatura ensayos clínicos o biosensores de uso en el Punto de Atención (POC) para diagnosticar rápidamente la etiología de un episodio infeccioso agudo viral o bacteriano, el diagnóstico de dicho cuadro aun suele construirse a partir de síntomas detectables a simple vista y la heurística del profesional de la salud, quien en ausencia de evidencia, se ve limitado a lo que pueden percibir sus sentidos y su experiencia. Los biosensores disponibles actualmente constituyen adaptaciones ingeniosas de técnicas de laboratorio tradicionales, las cuales han sido mejoradas por la bioingeniería para adaptarse a dispositivos portables y reutilizables. 04_Oct_2017-ANTEPROYECTO PEDRO GUILLEM FINAL_v2-Cot.doc 3 de 45 La medicina contemporánea dispone de un amplio espectro de técnicas y dispositivos para detección y cuantificación de biomarcadores en laboratorio, pero ninguno de ellos se ha implementado para determinar etiología de infecciones en el POC (Point of Care). La heurística del profesional de la salud a menudo conduce a que en algunos casos el diagnóstico sea errado y el tratamiento farmacológico formulado sea inadecuado y contribuya a largo plazo en iatrogenia o resistencia de los microorganismos a dichas sustancias activas. Las técnicas utilizadas actualmente para la determinación de agentes bacterianos y virales en laboratorio, están centradas en el uso de biomarcadores como referencia diagnóstica. La utilización de éstos en medicina diagnóstica ha pasado a convertirse en una herramienta útil y ampliamente aceptada por profesionales de la salud, pues la presencia o ausencia de un marcador molecular en una muestra suele aportar evidencia suficiente para lograr un diagnóstico clínico acertado, siempre y cuando se encuentre comprobada la correlación de dicho biomarcador a una patología específica (Weir, Samore, et al, 2015). Sin embargo, dichas pruebas se realizan en análisis de laboratorio y no durante la consulta de atención primaria, donde el médico podría aplicarlas instantáneamente y al momento de la fase exploratoria para lograr un diagnóstico. Existe suficiente evidencia científica compilada en la literatura (Kapasi, et al, 2016) donde se identificaron y analizaron más de 112 biomarcadores que se expresan durante episodios infecciosos virales y bacterianos agudos, 7 a partir de los cuales es factible correlacionar si un paciente presenta un cuadro viral o bacteriano con más de un 90% de especificidad y sensibilidad, como se aprecia en la Tabla 1. Por ejemplo, la CRP (Proteína C Reactiva) es una proteína de fase aguda comúnmente interpretada por profesionales de la salud como biomarcador de inflamación, sin embargo, estudios recientes demuestran que constituye un analito de alta especificidad cuya concentración conduce a la determinación de la etiología de estados infecciosos (Kapasi, et al, 2016), lo cual la convierte en candidata ideal como biomarcador predilecto para el objeto central de este trabajo.

This project proposes the adaptation of an antibody immobilization protocol (Rowe, et al., 2011) and its implementation to an SPE electrode, for the redesign and construction of an electrochemical biosensor that detects and quantifies a biomarker of antigenic response. This biosensor could determine if the origin of an acute infectious picture is viral or bacterial, using the concentration of the measured biomarker (tentatively C-reactive protein) as diagnostic biomarker.

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