Los científicos de biomateriales de Penn State han desarrollado un método nuevo y económico para detectar las concentraciones de sal en el sudor u otros fluidos corporales. El sensor fluorescente, derivado de las moléculas de ácido cítrico, es altamente sensible y altamente selectivo para el cloruro, el marcador de diagnóstico clave enfibrosis quística.
"Las concentraciones de sal pueden ser importantes para muchas afecciones relacionadas con la salud", dijo Jian Yang, profesor de ingeniería biomédica. "Nuestro método utiliza moléculas fluorescentes basadas en citrato, una molécula natural que es esencial para la salud ósea".
En comparación con otros métodos utilizados para la detección de cloruro, el material fluorescente a base de citrato de Yang es mucho más sensible al cloruro y puede detectarlo en un rango mucho más amplio de concentraciones. El material de Yang también es sensible al bromuro, otra sal que puede interferircon los resultados de las pruebas de laboratorio clínicas tradicionales. Incluso pequeñas cantidades de bromuro pueden arrojar resultados de las pruebas. Con el sensor a base de citrato, el grupo de Yang puede distinguir la diferencia entre cloruro y bromuro, y están trabajando para establecer un posible nuevo estándar para la detección de bromuroen diagnóstico de la enfermedad.
Yang está colaborando con el ingeniero eléctrico de Penn State, el profesor Zhiwen Liu, para construir un dispositivo portátil que pueda medir las concentraciones de sal en el sudor utilizando sus moléculas a base de citrato y un teléfono celular. Esto también podría ser útil en países en desarrollo donde las personas tienen limitacionesacceso a equipos analíticos caros.
"Estamos desarrollando un material de plataforma para la detección que es de bajo costo, puede automatizarse, no requiere titulación por parte de personal capacitado o instrumentación costosa como en los hospitales, y proporciona resultados rápidos, casi instantáneos", dijo.
En un documento titulado "Materiales fluorescentes a base de citrato para la detección de cloruro de bajo costo en el diagnóstico de fibrosis quística", publicado recientemente en línea en una revista de la Royal Society of Chemistry RSC Ciencia química Yang comparó sus sensores de citrato con la prueba de sudor estándar de oro realizada en un laboratorio clínico. Sus resultados fueron similares.
"Más allá de la fibrosis quística, nuestra plataforma también se puede utilizar para muchas otras enfermedades, como alcalosis metabólica, enfermedad de Addison y esclerosis lateral amiotrófica ELA. Todas esas enfermedades muestran concentraciones anormales de cloruro en la orina, el suero o el cerebrolíquido cefalorraquídeo ", dijo Yang.
Según la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., "La fibrosis quística es una enfermedad genética común dentro de la población blanca en los Estados Unidos. La enfermedad ocurre en 1 de cada 2,500 a 3,500 recién nacidos blancos. La fibrosis quística es menos común en otros grupos étnicos,que afecta a aproximadamente 1 de cada 17,000 afroamericanos y 1 de cada 31,000 asiáticoamericanos "
Robert Vender, MD, especialista pulmonar en el Centro Médico Penn State Milton S. Hershey que trata a pacientes con fibrosis quística, dice: "Según las recomendaciones de la Fundación CF Bethesda, MD todos los pacientes sometidos a evaluación para un posible diagnóstico de FQ debense han realizado pruebas de sudor. Hasta la fecha, las mediciones de cloruro de sudor mmol / L solo se utilizan con fines de diagnóstico. Sin embargo, dados los recientes avances científicos y médicos en la terapia dirigida al paciente con FQ y el desarrollo y la aprobación de la FDA de terapias diseñadas específicamente para modificar quísticaLa función de la proteína reguladora de la conductancia transmembrana de la fibrosis CFTR, las mediciones en serie del cloruro de sudor pueden tener potencial como un indicador sustituto terapéutico del efecto del fármaco y actualmente se mide en muchos estudios patrocinados por la industria farmacéutica como respuesta a estos nuevos tratamientos. El vínculo entre el marcador sustitutodel cloruro de sudor y los resultados clínicos objetivos reales, como la mejora de la función pulmonar, aún se mantienenins por determinar "
El autor principal Jimin Kim, un estudiante graduado en el laboratorio de Yang, dice: "Nuestra plataforma basada en citrato para diseñar sensores fluorescentes nos proporciona una gran versatilidad para adaptar sensores a aplicaciones específicas. Esperamos producir más sensores con aplicaciones interesantes en el futuro cercano"futuro."
También contribuyen a este trabajo el ex becario posdoctoral de Yang, Dr. Zhiwei Xie y Michael Creer, MD, profesor en el Colegio de Medicina de Penn State y jefe de patología clínica junto con su colega, Chris Pederson, quien verificó los resultados en clínicalaboratorio, y el profesor de ingeniería eléctrica mencionado anteriormente, Zhiwen Liu.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación de Materiales de Penn State . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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