Gran parte de las personas que se infectan con el virus de la hepatitis C (VHC) desarrollan una infección crónica o de por vida. Si no se trata, la hepatitis crónica puede provocar problemas de salud graves, como daño hepático, cirrosis, cáncer de hígado e incluso la muerte. Las personas pueden vivir sin tener síntomas o sentirse enfermas, por lo que el análisis es la única manera de saber si se tiene hepatitis C. Sin embargo, a medida que avanza la ciencia y la medicina, los modelos de diagnóstico también lo hacen.
Recientemente se ha desarrollado un biosensor basado en grafenoque permite la detección ultrasensible del virus de la hepatitis C. Concretamente, este dispositivo detecta las proteínas clave del virus. Tal y como explican los grupos de investigación, que han estado liderados por José Ángel Martín Gago, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC, los biosensores basados en transistores con grafeno "se han convertido en una herramienta prometedora para detectar una amplia gama de moléculas (analitos)".
Hasta ahora su rendimiento no era tan eficaz como se necesita, pero el trabajo conjunto de estos equipos ha dado con una novedosa solución: "utilizamos un método físico controlado, basado en tecnologías de vacío, para la funcionalización covalente del grafeno con una pequeña molécula que se une a la molécula sonda, en este caso, un aptámero, permitiendo la detección del analito deseado. De esta forma hemos logrado construir sensores ultrasensibles capaces de detectar una proteína clave del VHC", explica Irene Palacio, también del ICMM y coordinadora del trabajo.
Los resultados del estudio han dado lugar a un biosensor que no solo es muy sensible y estable, sino que proporciona resultados en pocos minutos, se puede reutilizar y es de bajo coste
"El aptasensor ha demostrado tener una sensibilidad extremadamente alta para la detección en plasma sanguíneo humano de esta proteína, perteneciente a los genotipos 1 al 4 del virus, en los que se agrupan el 95% de las infecciones ", continúa la investigadora. Los resultados del estudio han dado lugar a un biosensor que no solo es muy sensible y estable, sino que proporciona resultados en pocos minutos, se puede reutilizar y es de bajo coste.
En este contexto, el sensor desarrollado "detecta específicamente la proteína del VHC llamada core, que entre otras funciones es la responsable de formar la cápsida del virus", señala Briones, destacando que, además, esta tecnología recién desarrollada "puede extenderse a distintos tipos de patógenos, como otros virus con genoma de ARN o ADN, bacterias, hongos o parásitos".
Para conseguir el dispositivo se han desarrollado y combinado tres líneas de investigación complementarias: biología molecular, nanotecnología y microelectrónica. Por una parte, en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) se han obtenido mediante evolución in vitro, y se han caracterizado funcionalmente, aptámeros de ADN con alta afinidad y especificidad frente a la proteína core del virus de la hepatitis C.
En paralelo, en el ICMM se ha desarrollado un protocolo de funcionalización covalente de grafeno, que se caracteriza por ser altamente estable y mantener las propiedades singulares de este material. Finalmente en el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (INL) de Braga (Portugal), se han construido plataformas biosensoras basadas en transistores tipo sgfet de grafeno. Además, el estudio ha sido complementado por el Instituto de Física (Academia Checa de Ciencias) con un desarrollo teórico que explica el mecanismo de detección del sensor.
"Nuestra tecnología aprovecha estas líneas de investigación de forma sinérgica, permitiéndonos desarrollar un dispositivo aptasensor de grafeno con efecto campo (sgfet)", defiende Palacio. "Su característica principal e innovadora es la alta estabilidad, reproducibilidad y sensibilidad de la medida, capaz de detectar concentraciones muy bajas (en el rango attomolar, 10-18 molar) de la proteína core del VHC", continúa la investigadora, que coincide con Briones en destacar la "gran aplicabilidad" de su invención en los campos de la biotecnología y la biomedicina.