Ara, investigadors del grup Biosensors per a Bioenginyeria de l’IBEC presenten, en un nou estudi publicat a la revista Nanophotonics, la utilització de la nanoenginyeria per a la detecció ràpida, precisa, fàcilment reproduïble i rendible d’IL-6. L’estudi va ser liderat pel cap del grup Javier Ramón Azcón, signat per l’investigador postdoctoral Gerardo López Muñoz com a primer autor, i amb les contribucions de Trias i Eduard Martin-Lasierra, i dels membres del grup Juanma Fernández Costa, Maria Alejandra Ortega Machuca i Jordina Balaguer.
Millorant la sensibilitat i la reproductibilitat
En aquest treball, es va desenvolupar un nou biosensor basat en Blu-ray produït industrialment per detectar la proteïna IL-6 en músculs esquelètics obtinguts per bioenginyeria 3D. En primer lloc, els investigadors van fer bioenginyeria de teixits musculars esquelètics en 3D mitjançant l’ús d’una tècnica d’encapsulació de fotomotlles que havien desenvolupat prèviament. Després, van induir l’alliberament de diferents concentracions d’IL-6 a les mostres i van analitzar cadascuna amb el seu biosensor. El biosensor, que es basa en una nanoestructura plasmònica – una partícula la densitat d’electrons de la qual pot acoblar-se amb radiació electromagnètica de longituds d’ona molt més grans que la mateixa partícula – va mostrar més sensibilitat en mesurar variacions en les concentracions d’IL-6, fins i tot quan eren extremadament baixes.
De fet, aquesta tècnica va superar altres plataformes de biosensors plasmòniques i nanoplàsmiques en almenys un ordre de magnitud en la detecció d’IL-6 al teixit muscular. La seva sensibilitat va ser similar a la de les plataformes de biodetecció electroquímiques, però ofereix l’avantatge addicional de ser directe i sense necessitat de fer servir marcadors. A més, gràcies a l’ús de nanocristalls 1D fabricats a escala industrial presents a Blu-ray, podria convertir-se en un sensor multicanal altament reproduïble.
Una eina prometedora per a l’avaluació de medicaments
Els autors identifiquen noves oportunitats per afinar la seva tècnica, inclòs l’ús d’altres materials plasmònics com el grafè o l’or nanoporòs, per estendre’n l’aplicació a una gamma més àmplia de biomarcadors.
El nou enfocament ofereix una quantificació directa, sense marcadors i en temps real de biomarcadors que minimitza la complexitat d’utilització. Podria utilitzar-se per mesurar biomarcadors en teixits o organoides produïts per bioenginyeria 3D a les fases inicials del testatge de nous fàrmacs candidats per a innombrables malalties. Els estudis futurs se centraran en la biodetecció multiplexada i en temps real per desenvolupar plataformes de seguiment de cultius cel·lulars.
La nostra tècnica va superar altres plataformes de biosensors d’aquest tipus en almenys un ordre de magnitud a la detecció d’IL-6 en teixit muscular.
Javier Ramon, professor de recerca ICREA a l’IBEC
Article de referència:
Gerardo A Lopez-Muñoz, Juan M Fernández-Costa , Maria Alejandra Ortega, Jordina Balaguer-Trias, Eduard Martin-Lasierra and Javier Ramón-Azcón. Plasmonic nanocrystals on polycarbonate substrates for direct and label-free biodetection of Interleukin-6 in bioengineered 3D skeletal muscles. Nanophotonics, 2021.
