Tecnologías de disminución para profundizar en los secretos del organismo

El estudio, publicado hoy en la revista Advanced Materials, describe una nueva tecnología llamada Suspended Planar-Array chips, cuyo extraordinario grado de miniaturización permite su uso a la microescala. La nueva técnica utiliza un único chip para identificar, cuantificar y determinar los cambios bioquímicos y fisiológicos en volúmenes pequeños, una reducción tan grande que incluso permite el análisis en el interior de las células vivas.

En el proyecto, liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha participado Juan Pablo Agusil, quien durante el estudio desarrollaba su labor científica en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y en la actualidad pertenece al Instituto de Microelectrónica de Barcelona, del CSIC. En el trabajo también ha colaborado el Centro de Investigaciones Biológicas de Madrid, del CSIC, y el Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, de la Universidad de Barcelona.

“Las dos metodologías previas, Planar array chips y Suspension arrays of particles, se han usado durante mucho tiempo para estudiar las interacciones biomoleculares y llevar a cabo análisis moleculares complejos”, explica Juan Pablo. “Pero aunque la tecnología Planar array chips era buena para la multiplexación molecular -probar una serie de componentes independientes en una única plataforma para la rápida identificación individual de múltiples elementos- el dispositivo era demasiado grande para volúmenes excepcionalmente pequeños; y al revés, aunque que la tecnología Suspension arrays of particles permitía el análisis de volúmenes pequeños, no permitía la detección múltiple en un único dispositivo.

Para solucionar esto, los investigadores han combinado los aspectos ventajosos de ambas técnicas para desarrollar la nueva tecnología Suspended Planar-Array chips, que sí que es capaz de combinar la multiplexación molecular con los volúmenes excepcionalmente pequeños. Básicamente, han miniaturizado una matriz plana típica a una escala de 10¹⁰. “Utilizando solo uno de estos dispositivos nosotros podemos entrar en la célula y realizar detecciones múltiples de parámetros biológicos”, dice Juan Pablo Agusil. “Esta es la primera vez que la multiplexación se ha hecho en el interior de una célula viva”.

Utilizando sus chips, los investigadores ya han demostrado que el movimiento de iones de hidrógeno a través de las membranas celulares de células HeLa, abriendo así el camino para estudios futuros de múltiples fenómenos moleculares que suceden en el interior celular de forma simultánea. “La naturaleza interdisciplinar, la versatilidad y el potencial de nuestra técnica puede ser de gran interés para los científicos que trabajan en muchas disciplinas diferentes como los biomateriales, la ingeniería, la tecnología de chips, la impresión o el autoensamblaje de nanocapas, la biología celular y la nanotecnología”, dice Juan Pablo.

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Núria Torras, Juan Pablo Agusil, Patricia Vázquez, Marta Duch, Alberto M. Hernández-Pinto, Josep Samitier, Enrique J. de la Rosa, Jaume Esteve, Teresa Suárez, Lluïsa Pérez-García and José A. Plaza (2015). Suspended Planar-Array Chips for Molecular Multiplexing at the Microscale. Advanced Materials, epub ahead of print