• León David Islas Suárez, de la FM, diseñó
también un sistema de acoplamiento de luz láser
para realizar espectroscopía en microscopios
Un biofísico de la UNAM construye
un biosensor para detección de sustancias irritantes, que eventualmente
podría utilizarse en la detección de alimentos contaminados
con bacterias patógenas.
El conocimiento básico generado en
torno al proyecto del biosensor también podría ayudar
a “tener un arsenal más grande”, para entender
el dolor o la inflamación causados por algún agente
físico o por procesos patofisiológicos, dijo León
David Islas Suárez.
En su laboratorio de la Facultad de Medicina
(FM), Islas Suárez genera quimeras de canales iónicos
y proteínas fluorescentes para detectar la presencia de sustancias
nocivas no sólo en alimentos, sino en el ambiente, en el aire
que se respira.
En la membrana celular, explicó, hay
receptores (proteínas que actúan como canales que regulan
el flujo de iones al interior de la célula) especializados
en la detección de componentes irritantes –como los que
contiene la cebolla, el ajo, la mostaza, el chile y otros alimentos–
involucrados en la generación de señales eléctricas
como respuesta a las sustancias con esas características.
Aprovecha esa habilidad natural de ciertos
receptores (proteínas o canales iónicos) para que reporten
ópticamente si son activados por sustancias irritantes.
Con ese fin, ha creado quimeras del receptor
de la capsaicina o TRPV1, que se encuentra en neuronas sensoriales
y produce la sensación de picor, así como de otros canales
emparentados como el TRPA1, que se activa con sustancias que contiene
el smog.
El TRPV1 también es un receptor involucrado
en procesos de dolor y de inflamación. Por ejemplo, si uno
se pica un dedo con una aguja o se quema la mano al agarrar una sartén
caliente, el dolor que se produce está mediado por esa proteína,
indicó el biofísico.
Si logramos tener una imagen más completa
de la regulación de esta proteína (esto incluye sus
interacciones con otras y sus movimientos), quizá se podría
tener un arsenal más grande para atacar incluso el dolor y
la inflamación asociados a otros procesos fisiológicos
y patofisiológicos, mediados por el receptor TRPV1.
Hasta la fecha, señaló, “hemos
construido una serie de quimeras en las que colocamos reporteros fluorescentes
en distintas regiones de la proteína”. El objetivo es
observar señales que se producen como respuesta a la unión
de sustancias irritantes a la quimera o receptor quimérico.
“Vamos a mitad del camino”. Se
ha detectado fluorescencia con estos reporteros, pero no se han observado
cambios asociados a que las referidas sustancias se pegaron a la proteína”.
Por eso, Islas Suárez construye nuevas
quimeras o reporteros fluorescentes en otro tipo de canales, que “quizá
nos den signos más grandes que puedan significar cambios en
la unión de compuestos irritantes”.
En su laboratorio también realiza
manipulación genética en genes que codifican; estos
últimos se perpetúan y producen en gran número
de bacterias. Después, en células inmortalizadas, derivadas
de tumores cancerosos de mamíferos, se inserta el ADN que codifica
para el receptor ya modificado; luego, estas células lo procesan,
transcriben, traducen y envían a la membrana.
“Nosotros podemos estudiar tanto las
señales eléctricas producidas por estas proteínas
en la membrana, o visualizar directamente las señales de fluorescencia”.
Aditamento para acoplar la luz láser
Para lograrlo y medir estas señales,
se construyó un microscopio adecuado y se utiliza la técnica
espectroscópica de Transferencia de Energía por Resonancia
de Fluorescencia (FRET, por sus siglas en inglés).
Como la espectroscopía requiere de
iluminación monocromática y las fuentes de luz para
el microscopio de fluorescencia no son monocromáticas, se fabricó
un aditamento para acoplar la luz láser a la fibra óptica
y obtener lo que se llama epifluorescencia con aquélla.
Por ello, el universitario diseñó
algunas monturas ópticas y algunos acopladores para el microscopio,
y luego se construyeron en el taller de la FM.
Actualmente se tramita la patente de este
sistema de acoplamiento hecho en la UNAM. Eventualmente, si hay interés
de alguna empresa, se podría comercializar, toda vez que puede
ser utilizado por otros investigadores que utilicen espectroscopía
para estudiar, por ejemplo, interacciones entre proteínas.
¿Que potencial de aplicación
tendrá el biosensor? Si Islas Suárez logra que funcione,
servirá para detectar la presencia de ciertas bacterias patógenas
en algún medio líquido o de una infección bacteriana
en la mucosa estomacal.
Por ejemplo, si se quisiera saber si hay enterobacterias en fresas
de Irapuato, en una muestra se podría aplicar el biosensor,
y si se produce una señal de fluorescencia, eso indicaría
que están infectadas.
Una vez que demuestre su funcionalidad, habrá
que integrarle un sistema de detección. Actualmente, el nuestro
está montado en el microscopio, dijo.
Esa fase de integración aún
no se tiene contemplada, en parte porque “no somos expertos
en sistemas de detección”. Vendrá después,
en el momento que funcione el biosensor.
Ya se tiene un avance importante. Se observan
señales de FRET, sin embargo, no se ha logrado encontrar una
posición de los reporteros fluorescentes que reporten un cambio
en las señales; “necesitamos verlo”.
Las metas para 2012, indicó, son lograr
la patente, la publicación de un artículo en el que
se describen los hallazgos del FRET de la proteína, y continuar
la búsqueda de otras posiciones que nos den cambios en el FRET.
Inició hace año y medio, con
apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal.
Independientemente de que se termine ese financiamiento (en abril
de 2012), “nosotros vamos a continuar con el trabajo”,
concluyó.
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