Biosensor UNAM

Biosensores para la medición de respuesta inmune

(Biosensor de anticuerpos)

La respuesta inmune, es la forma como el cuerpo reconoce y se defiende a sí mismo contra bacterias, virus y sustancias que parecen extrañas y dañinas. El sistema inmune, reconoce y responde a los antígenos (generalmente proteínas) mediante la activación de linfocitos y la generación de anticuerpos. Los anticuerpos o Inmunoglobulinas (Ig) son polipéptidos compuestos por dos cadenas livianas y dos cadenas pesadas. El reconocimiento de un antígeno por un anticuerpo lo marca para ser atacado por otras partes del sistema inmunitario. Los anticuerpos también pueden neutralizar sus objetivos directamente, mediante, por ejemplo, la unión a una porción de un patógeno necesaria para que éste provoque una infección.

Así, la detección de anticuerpos en las muestras biológicas, determinan una posible infección, en la inmunología clínica se valoran los niveles de las distintas clases de inmunoglobulinas para caracterizar el perfil de anticuerpos del paciente. Por ejemplo, una observación en elevación del título de las distintas clases de inmunoglobulina puede ser útil en ocasiones para determinar la causa del daño hepático mediante diagnóstico diferencial. En este sentido, un título elevado de IgA indicaría cirrosis alcohólica; si lo que está elevado son las IgM se sospecha de hepatitis viral y cirrosis biliar primaria, mientras que la IgG está elevada en hepatitis vírica, autoinmune y cirrosis.

Uno de los biosensores en desarrollo para la detección de anticuerpos, es para detectar la neumonitis por hipersensibilidad (NH). El espectro de antígenos capaces de provocar NH es muy amplio e incluye principalmente proteínas de aves, hongos y bacterias termofílicas. La presentación clínica puede ser aguda o crónica dependiendo de una variedad de situaciones como la naturaleza de la partícula orgánica inhalada así como la intensidad y frecuencia de la exposición. En México, la NH crónica es una de las causas más importantes de enfermedad pulmonar intersticial difusa (EPID) y el antígeno más frecuente es el de las proteínas de aves [1]. Es importante destacar que alrededor del 50% de los pacientes desarrollan fibrosis pulmonar mostrando una alta mortalidad.

M'etodo de deteccion anticuerpos
Nomenclatura metodo deteccion

El método empleado para la detección de anticuerpos generados en una reacción inmune  y que se encuentran en la muestra biológica, no es como en los otros casos una detección por competencia, es un reconocimiento indirecto a través de la inmovilización de los anticuerpos por su unión a antígenos.

La muestra biológica a analizar, y que en caso de enfermedad contendrá anticuerpos específicos contra cierto antígeno, entrará en contacto con las partículas magnéticas, previamente funcionalizadas con los propios antígenos de interés e incorporada al chip en el pozo de reacción (b). Esta reacción, permitirá captar en caso de haber, los anticuerpos desarrollados por el paciente. Una vez unidos a las partículas magnéticas, estas serán desplazadas a través de un canal microfluídico empleando un imán hacia la zona de marcaje (c), con la fracción de anticuerpos fab’2 marcados para fluorescencia. Posteriormente, serán desplazadas al micropozo final de detección (d). En este caso la señal obtenida será proporcional a la cantidad de anticuerpos.

Avances preliminares

Debido a la complejidad de la respuesta inmune que genera la Neumonitis por Hipersensibilidad, inicialmente para funcionalizar las micropartículas utilizamos una mezcla de antígenos aviarios obtenidos del suero de paloma, una mezcla de antígenos de hongos (homogenado) y, una mezcla de bacterias termofílicas, todos ellos han sido relacionados con el desarrollo de la Neumonitis por Hipersensibilidad.

Para la calibración del sistema, y la cuantificación de la reacción, se realizaron curvas a diferentes concentraciones de anticuerpo, además de los correspondientes controles positivos y negativos, que permitan establecer los parámetros de mínima y máxima detección.

Prueba de concepto del método de detección de anticuerpos para el sensor de respuesta inmune

Para saber más

Los resultados de nuestra investigación fueron publicados en el artículo: Development of a Diagnostic Biosensor Method of Hypersensitivity Pneumonitis towards a Point-of-Care Biosensor, en la revista internacional Biosensors.

Instituciones participantes

En el desarrollo específico del biosensor de anticuerpos para la detección de Neumonitis por Hipersensibilida, estamos colaborando con el Dr. Moisés Selman experto en el tema del INER.

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