Biosensor nanofotónico portátil para detección temprana de cáncer a partir de una gota de sangre

Un equipo encabezado por el profesor Wen Liaoyong, de la Universidad de Westlake, desarrolló un biosensor nanofotónico portátil que puede detectar biomarcadores asociados con cáncer a partir de una sola gota de sangre y con un desempeño muy por encima del de métodos convencionales. El trabajo, publicado en Nature Photonics, plantea una ruta hacia pruebas más compactas, rápidas y simples para diagnóstico temprano y seguimiento clínico, en un formato que ya no depende de los grandes equipos ópticos que suelen quedar restringidos a laboratorios especializados.

Los biosensores nanofotónicos tradicionales suelen limitarse a captar solo una parte de la información óptica del sistema, lo que reduce la intensidad de la señal y complica la estabilidad operativa. Para resolverlo, el grupo introdujo un mecanismo de detección refractométrica modulada en Q, capaz de transformar variaciones mínimas del índice de refracción en cambios intensos de señal luminosa. Esa arquitectura fue implementada sobre una metasuperficie tridimensional fabricada con litografía basada en aluminio en obleas de ocho pulgadas, lo que, de acuerdo con el reporte, permite producción masiva con mayor uniformidad y un costo por chip mucho menor que el de las plataformas hechas una a una por litografía de haz de electrones.

Uno de los puntos más llamativos del sistema es su simplificación instrumental: el dispositivo trabaja con un chip sensor 3D, una fuente LED y un fotodetector, todo en una configuración de mano.

Para poner a prueba el sistema en un escenario clínico, el equipo colaboró con investigadores de Xiamen University en la detección de vesículas extracelulares vinculadas con cáncer de pulmón. La validación en 171 muestras séricas humanas mostró un área bajo la curva de hasta 94.9% para detección temprana de cáncer pulmonar y 92.1% para monitoreo postoperatorio. Esos resultados colocan al dispositivo en el terreno de los diagnósticos experimentales de alta sensibilidad, con potencial tanto para cribado tumoral como para vigilancia clínica tras tratamiento.

Si sus resultados se sostienen en validaciones más amplias, este biosensor podría acercar la detección óptica de biomarcadores a entornos clínicos descentralizados, monitoreo remoto e incluso pruebas domiciliarias, en un formato mucho más accesible que el de los sistemas ópticos actualmente utilizados.