El nuevo sistema permitiría que pacientes controlen la cantidad de medicamento en su cuerpo sin la necesidad de estar internados en un hospital.

Ser capaz de monitorear la concentración de fármaco en la sangre de un paciente es un aspecto importante de cualquier tratamiento farmacéutico. Sin embargo, esto requiere equipos e instalaciones que a menudo faltan en la asistencia sanitaria de campo en los países en desarrollo, pero también inhibe la calidad de vida de los pacientes en otros lugares. Los científicos de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), trabajando a través de su startup LUCENTIX, han desarrollado ahora un biosensor-anticuerpo unido que puede rastrear la concentración de drogas en la sangre por cambiar su color. El biosensor se incorpora en un sistema completo que puede ser utilizado en el campo o por los pacientes en casa. La ciencia detrás de ella se publica en Angewandte Chemie.

El laboratorio de Kai Johnsson en EPFL es conocido por el desarrollo de biosensores, y la investigación dio a luz a la puesta en marcha LUCENTIX, que ha desarrollado un biosensor que permite a los pacientes medir fácilmente las concentraciones de fármacos en su sistema sin necesidad de complejos sistemas de laboratorio.

El biosensor es una molécula compuesta de tres componentes: En primer lugar, una proteína que puede unirse al fármaco a controlar. En segundo lugar, la luz produciendo la enzima luciferase. Y tercero, una molécula de "marcaje" llamada SNAP-tag, que lleva un ligando fluorescente que la proteína (el primer componente) reconoce y se une cuando no hay ningún fármaco presente. Esto provoca una reacción entre la luciferasa y la molécula fluorescente llamada "transferencia de energía de resonancia bioluminiscente" (BRET), que produce una luz roja.

La innovación reciente, llevada a cabo por Lin Xue, implica reemplazar la proteína de unión del biosensor con parte de un anticuerpo que se ha desarrollado contra el fármaco objetivo. Cuando el biosensor detecta y enlaza el fármaco en la sangre o la saliva del paciente, el anticuerpo "prefiere" unirse a éste en lugar del ligando fluorescente del SNAP-tag. A medida que el ligando se desplaza, la reacción de BRET se interrumpe progresivamente, y ahora emite una luz azul.

Los anticuerpos son naturalmente capaces de identificar y unir moléculas extrañas, activando nuestro sistema inmunológico contra posibles infecciones. Además, la generación de anticuerpos que pueden identificar específicamente pequeñas moléculas como fármacos es un procedimiento de rutina. Esto significa que el sistema de monitoreo puede adaptarse virtualmente a un número ilimitado de moléculas, mientras que los pacientes pueden realizar el monitoreo ellos mismos en el hogar y recibir información de calidad a nivel de laboratorio. Los métodos de laboratorio actuales para hacer esto son complejos y costosos, y reducen la calidad de vida de los pacientes que tienen que estar confinados dentro o cerca de los hospitales.

El reemplazo de la proteína de unión con un anticuerpo establece una línea de desarrollo para la generación de biosensores que pueden identificar un fármaco sintético en la muestra de sangre de un paciente. Como prueba de principio, los científicos de la EPFL probaron con éxito los nuevos biosensores contra tres fármacos -metotrexato, teofilina y quinina- en el laboratorio. El siguiente paso será optimizar la sensibilidad del biosensor para que pueda detectar con precisión las concentraciones nanomolares o incluso menores de fármacos / biomoléculas en muestras clínicas.