Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Riverside ha desarrollado un dispositivo basado en nanoporos capaz de capturar señales de moléculas individuales para una detección más rápida, precisa y temprana de enfermedades.
El dispositivo, que funciona como una pequeña aguja formada al fundir un tubo de vidrio, está diseñado para detectar moléculas de ADN o proteínas de apenas un nanómetro de ancho. Estas moléculas producen señales eléctricas minúsculas que el dispositivo mide al registrar cómo reducen el flujo de iones al pasar por el nanoporo.
“Actualmente, se necesitan millones de moléculas para detectar enfermedades. Nosotros hemos demostrado que es posible obtener datos útiles de una sola molécula,” explicó Kevin Freedman, profesor asistente de bioingeniería en UCR y autor principal del estudio publicado en Nature Nanotechnology. “Este nivel de sensibilidad podría marcar una gran diferencia en los diagnósticos médicos.”
A diferencia de los sensores tradicionales, que requieren filtros externos para eliminar el ruido de fondo, el nanoporo actúa como su propio filtro, reduciendo la interferencia de moléculas no deseadas y preservando las señales críticas, lo cual mejora la precisión de las mediciones y permite un análisis más confiable de las muestras biológicas.
Freedman visualiza un futuro donde esta tecnología se utilice en kits portátiles de diagnóstico, del tamaño de una unidad USB, capaces de detectar infecciones en sus primeras etapas, entre 24 y 48 horas tras la exposición. Esto sería particularmente útil para enfermedades de rápida propagación, permitiendo intervenciones más tempranas y eficaces.
“Los nanoporos ofrecen una forma de detectar infecciones antes de que aparezcan los síntomas y antes de que la enfermedad se propague,” dijo Freedman. “Este tipo de herramienta podría hacer que el diagnóstico temprano sea mucho más práctico para infecciones virales y condiciones crónicas.”
Además de los diagnósticos, el dispositivo podría ayudar en la investigación de proteínas. Las proteínas son esenciales para la función celular, y cambios sutiles en su estructura pueden influir en la salud. La tecnología de nanoporos permite detectar estas diferencias, ayudando a los médicos a diseñar tratamientos más personalizados.
El avance también acerca a los científicos a la secuenciación de proteínas a nivel de molécula única, un objetivo largamente buscado en biología. Mientras que la secuenciación de ADN revela instrucciones genéticas, la secuenciación de proteínas ofrece información sobre cómo se expresan y modifican esas instrucciones en tiempo real.
Freedman y su equipo continúan refinando el uso de nanoporos para aplicaciones moleculares, con la expectativa de que esta tecnología se convierta pronto en un estándar tanto en herramientas de investigación como en el cuidado de la salud.
Por: Cipactli Vargas
Fuentes:
UC Riverside News
Detecting disease with only a single molecule
Nature nanotechnology
Negative memory capacitance and ionic filtering effects in asymmetric nanopores
Phys.org
Detecting disease with a single molecule: Nanopore-based sensors could transform diagnostics
