Bioplataformas electroanalíticas versátiles para diagnóstico temprano y fiable de cáncer a diferentes niveles moleculares

Resumen

A pesar de los avances en la ciencia médica, el cáncer sigue siendo una de las enfermedades de mayor impacto mundial y la causa de muerte de miles de personas cada día. El análisis de biomarcadores circulantes, entendidos como biomoléculas de naturaleza tanto proteica como genética y liberadas al torrente sanguíneo por las células tumorales, es una de las estrategias más prometedoras de la clínica actual para el diagnóstico de enfermedades neoplásicas, ya que proporcionan una instantánea en tiempo real acerca de la evolución, estado, y respuesta a un determinado tratamiento del tipo de cáncer evaluado. Aunque las metodologías disponibles para el análisis de biomarcadores presentan ciertas ventajas para tal fin, también exhiben importantes limitaciones, especialmente en cuanto a obtención de falsos positivos, complejidad en la interpretación de resultados y limitada capacidad de miniaturización, dificultando su manejo por personal no especializado en entornos descentralizados. Debido a las propiedades intrínsecas que caracterizan a los sensores electroquímicos, y más concretamente a los biosensores de afinidad, basados en el empleo de biomoléculas específicas como entidades de reconocimiento, éstos se presentan como una de las tecnologías más competentes para resolver las limitaciones de las técnicas convencionales de análisis, con aplicaciones demostradas en numerosos campos, incluido la oncología clínica. El desarrollo de estrategias apropiadas sobre la superficie de soportes magnéticos de tamaño micrométrico (MBs), y su acoplamiento con electrodos serigrafiados como transductores electroquímicos, de carácter desechable, miniaturizable, automatizable, y producidos en masa de forma económica, ofrece tremendas ventajas para el análisis rápido y sensible de biomarcadores circulantes de cáncer en todo tipo de especímenes clínicos y fluidos biológicos mínimamente invasivos. En esta Tesis Doctoral se han desarrollado e implementado distintas bioplataformas electroanalíticas versátiles para la determinación individual y simultánea de biomarcadores circulantes de cáncer de relevancia clínica destacada y distinto nivel molecular, incluyendo proteínas y receptores (Fibrinógeno, Endoglina, Receptor 4 del factor de crecimiento de fibroblastos, HER 2 e Interleucina 8), autoanticuerpos, y biomarcadores genéticos (RNA mensajero asociado a la proteína Interleucina 8) y epigenéticos (miRNAs),en muestras clínicas complejas. Las plataformas desarrolladas, implementadas sobre partículas magnéticas comerciales convenientemente funcionalizadas, se basan en el empleo de anticuerpos, proteínas virales y de fusión, y sondas de captura específicas de DNA y RNA como entidades de reconocimiento, y electrodos serigrafiados individuales y duales de carbono como transductores electroquímicos, y comprenden estrategias de inmunoreconocimiento, hibridación específica entre secuencias complementarias de oligonucleótidos y combinación de ambos, dando como resultado herramientas analíticas sencillas, rápidas y versátiles para la detección y diagnóstico fiable de enfermedades neoplásicas. Las estrategias desarrolladas se han aplicado satisfactoriamente al análisis de los biomarcadores seleccionados, en una gran variedad de muestras clínicas, algunas de ellas exploradas de forma pionera mediante el empleo de biosensores electroquímicos en esta Tesis Doctoral, poniendo de manifiesto la enorme utilidad clínica de estas herramientas para la determinación sensible y selectiva de biomarcadores específicos asociados con la aparición y evolución de distintos tipos de cáncer, principalmente de mama, colon y oral.