Plataformas electroquímicas para el diseño de biosensores de afinidad aplicados a la detección de biomarcadores de enfermedades autoinmunes

Resumen

Las enfermedades autoinmunes surgen cuando el sistema inmunológico no distingue entre elementos extraños y propios, y produce anticuerpos que atacan las células del cuerpo. Hay al menos ochenta enfermedades autoinmunes diferentes que pueden tener un inicio sutil y presentar una variedad de manifestaciones clínicas. Esta situación dificulta establecer un diagnóstico adecuado que depende de una cuidadosa evaluación clínica. Por lo general, las enfermedades autoinmunes se clasifican en dos tipos según la cantidad de órganos dañados. En primer lugar, las enfermedades autoinmunes órgano-específicas que pueden ser endocrinas, dermatológicas o hematológicas, se caracterizan por la afectación de un determinado tejido. Por otro lado, las enfermedades autoinmunes sistémicas ocurren cuando los anticuerpos atacan antígenos no específicos en más de un órgano. En este trabajo nos hemos centrado en las enfermedades del segundo tipo, principalmente en la artritis reumatoide (RA) y la esclerosis múltiple (MS). La RA es una enfermedad inflamatoria común y crónica caracterizada por una excesiva activación inmune e inflamación que involucra casi todos los tejidos del cuerpo. En cuanto a la MS, esta enfermedad autoinmune crónica, inflamatoria y neurodegenerativa provoca daños en las vainas de mielina del sistema nervioso central (CNS). Además de la importancia de establecer nuevas terapias eficaces supresoras de estas enfermedades, se requieren métodos de detección sensibles para prevenir la aparición de consecuencias indeseables de enfermedades autoinmunes, que están asociadas con estas enfermedades persistentes y erosivas. Ante los métodos lentos y costosos comúnmente utilizados, se deben realizar pruebas clínicas basadas en el seguimiento de biomarcadores para facilitar el diagnóstico y evaluar la gravedad de la enfermedad. El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de bioplataformas electroquímicas para la determinación de biomarcadores de enfermedades autoinmunes específicos para patologías de carácter inflamatorio, que presentan un difícil diagnóstico en etapas iniciales. Así, se han elegido como compuestos diana varios tipos de biomoléculas relacionadas con la RA y la MS, reconocidas como biomarcadores de estas enfermedades, y se han desarrollado métodos de detección basados en biosensores electroquímicos con suficiente sensibilidad y precisión para ser utilizados en ensayos clínicos. Se implementaron varias configuraciones usando electrodos serigrafiados para la construcción de inmunosensores integrados y bioplataformas asistidas magnéticamente. En el primer caso, la superficie del electrodo se modificó con materiales para inmovilizar biomoléculas y mejorar las respuestas electroquímicas, y el segundo tipo empleó micropartículas magnéticas funcionalizadas como soporte para la inmovilización de inmunoreactivos. Todos los diseños se basaron en esquemas de inmunoensayo mediante reacciones anticuerpo-antígeno para cuantificar la concentración desconocida de los analitos. Todo este trabajo de investigación se realizó aplicando la metodología habitual del bioelectroanálisis que implica el diseño de la bioplataforma electroquímica y la estrategia de inmunodetección, la optimización de las variables experimentales, estudios de caracterización, construcción de los calibrados y establecimiento de las características analíticas. En todos los casos, la utilidad analítica de los métodos se demostró mediante la aplicación a muestras de interés clínico y la validación de los resultados se realizó mediante comparación con inmunoensayos ELISA comerciales.