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Un nuevo microchip que podría revolucionar la forma como se diagnostican las enfermedades fue desarrollado por científicos en Estados Unidos.

Según los investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech), con sólo una gota de sangre el microchip puede detectar en menos de 10 minutos la presencia de enfermedades como las cardiovasculares y el cáncer.

El aparato, llamado Chip Integrado de Código de Barras Sanguíneo o IBBC (en sus siglas en inglés), puede medir las concentraciones de docenas de proteínas que son indicadoras de la presencia de enfermedades en el ser humano.

Según los investigadores, que publican el avance en Nature Biotechnology, el chip tiene muchas ventajas, tanto en el costo como en la velocidad, sobre los análisis que actualmente se llevan a cabo en el laboratorio para analizar proteínas en la sangre.

Ventajas

Las pruebas tradicionales requieren extraer del brazo del paciente uno o más tubos de sangre. Éstos se llevan a un laboratorio donde la sangre es centrifugada para separar las células del plasma. Posteriormente se lleva a cabo un análisis de las proteínas que se encuentran en el plasma. Este proceso, aún llevado a cabo de manera urgente, requiere varias horas y el equipo que se requiere para un sólo diagnóstico de proteínas cuesta unos US$50.

“Queríamos reducir de forma dramática el costo de estos análisis” afirma el profesor James Heath, quien dirigió el proyecto. “Y lo que hemos hecho es analizar muchas proteínas a la vez por el costo de un sólo análisis”. “Además, logramos también reducir el tiempo que toma realizar la prueba. Nuestro análisis con el chip en código de barras toma menos de 10 minutos desde el pinchazo hasta los resultados”.

El IBBC es del tamaño de un portaobjetos de microscopio y está hecho de sustrato de vidrio y cubierto de caucho de silicona. La superficie del chip está moldeada para contener un circuito microfluídico, que es un sistema de canales microscópicos por los cuales se introduce la gota de sangre del paciente.

Allí se separa el plasma (que contiene las proteínas) del resto de la sangre y por medio de varios “códigos de barra” se mide una variedad de biomarcadores de proteína.

Biomarcadores

Los científicos afirman que utilizaron el chip para medir las variaciones en la concentración de gonadotropina coriónica humana (GCH), la hormona que se produce durante el embarazo. “La concentración de esta hormona aumenta cerca de 100.000 veces cuando una mujer atraviesa el ciclo de embarazo y queríamos mostrar que el IBBC puede captar con un sólo análisis todo el rango de concentración de GCH” explica el doctor Heath.

También, agrega el investigador, pudieron demostrar que el chip logró detectar en la sangre de pacientes con cáncer de próstata y mama las proteínas que indican la presencia de estas enfermedades.

Otra ventaja, explica el científico, es que un sólo microchip puede medir simultáneamente la sangre de ocho pacientes y cada prueba puede analizar muchas proteínas a la vez.

Las pruebas llevadas a cabo por los investigadores muestran que actualmente el chip puede medir una docena de proteínas en cada gota de sangre. Pero los científicos esperan que en un año la prueba pueda analizar 100 proteínas en cada gota de sangre.

Actualmente, los científicos están llevando a cabo ensayos clínicos del microchip en pacientes con glioblastoma, un tumor cerebral común y agresivo. Y también esperan probar la nueva técnica en estudios con personas sanas para determinar si la dieta y el ejercicio puede cambiar la composición de proteínas en la sangre.

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El aumento en la producción de unas proteínas naturales que contienen selenio, que se producen de forma natural en las células sanguíneas humanas, ralentiza la multiplicación del virus del Sida, según un estudio de la Universidad Estatal de Pensilvania. En concreto, los resultados de estas pruebas indican que la adición de selenio inhibe la replicación del VIH en al menos diez veces en comparación con los cultivos celulares en los que no se añade el selenio.

Según explica K. Sandeep Prabhu, director del estudio, los expertos han descubierto “que aumentando la expresión de proteínas que contienen selenio se afecta negativamente a la replicación del VIH”. “Nuestros resultados sugieren una reducción de la replicación viral de al menos diez veces”, explicó. Esto se debe, dijo, a que el selenio es un micronutriente que el organismo necesita para mantener el metabolismo normal. A diferencia de otros nutrientes, que se unen a ciertas proteínas y modulan la actividad de la proteína, el selenio se incorpora en las proteínas en forma de un aminoácido llamado selenocisteína.

Estas proteínas, denominadas selenoproteínas, son especialmente importantes para reducir las tensiones que causa una infección, ralentizando por ello su expansión. Al infectar a una persona, el virus degrada rápidamente las selenoproteínas para poder multiplicarse con eficacia. Según señala este estudio, recogido por otr/press, que se publicará en el ‘Journal of Biological Chemistry’, se desconoce cómo el virus es capaz de silenciar estas proteínas pero los investigadores creen que se debe a una proteína denominada ‘Tat’ que produce el virus durante su ‘frenética’ multiplicación.

Para llegar a esta conclusión, los investigadores aislaron primero las células sanguíneas de voluntarios humanos sanos que no tenían VIH e infectaron las células con el virus. Después, añadieron pequeñas cantidades de un componente del selenio, la selenita de sodio, en el cultivo celular para ver el efecto sobre la replicación viral.

LOS RESULTADOS

Los resultados de estas pruebas indican que la adición de selenio inhibe la replicación del VIH en al menos diez veces en comparación con los cultivos celulares en los que no se añade el selenio. Cuando los investigadores redujeron de forma selectiva la producción del selenio que contiene la proteína TR1, observaron un aumento de 3,5 veces en la replicación viral.

“Esto confirma que mientras el aumento de la expresión de TR1 tienen un impacto negativo sobre la replicación del VIH, su reducción ayuda al virus a replicarse de forma más eficiente”, señala Prabhu. El investigador cree que TR1 funciona al alterar la estructura química de Tat, lo que a su vez reduce la capacidad viral para replicarse. Según apunta, una vez que se conozca el funcionamiento de estas proteínas de selenio se podrán desarrollar fármacos más eficaces.