Desarrollo de un dispositivo de ensayo de flujo lateral basado en nanotriángulos de oro y aptámero-horquilla para la detección de CEA por métodos ópticos

Abstract

El cáncer es una enfermedad mortal que, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), se considera la segunda causa de muerte en el mundo. Se recomienda enfocarse en la detección temprana y el tratamiento para reducir la mortalidad por cáncer. Por lo tanto, es crucial explorar nuevas tecnologías basadas en marcadores tumorales que puedan implementarse en pruebas de detección temprana para el diagnóstico de la enfermedad. Uno de estos biomarcadores tumorales de proteínas es el antígeno carcinoembrionario (CEA), una glicoproteína cuya concentración es un signo bien establecido de cáncer colorrectal, entre otros, y de metástasis. Los métodos convencionales para la detección de CEA son los inmunoensayos. Los inmunoensayos, basados en el uso de anticuerpos, son fundamentales en ensayos clínicos no invasivos. Entre ellos, destaca el ensayo de flujo lateral (LFA), que utiliza una membrana de nitrocelulosa con anticuerpos específicos para el análisis de muestras. Aunque son económicos y eficaces, los inmunoensayos tienen limitaciones, como la sensibilidad de los anticuerpos a cambios de pH y temperatura. Los aptámeros, oligonucleótidos selectivos, al ser más estables y económicos, han surgido como alternativa para detectar antígenos, ofreciendo mayor versatilidad y menor costo. Entre ellos, por aptámeros horquilla destacan por su cambio conformacional al entrar en contacto con el antígeno, siendo una opción prometedora para el reconocimiento molecular. En este trabajo se desarrolló un nanoaptasensor basado en nanotriángulos de oro (AuNTs) con un λmax de 785 nm, los cuales fueron modificados con un aptámerohorquilla selectivo para CEA. Se estudió el pretratamiento del aptámero previo a la funcionalización, y se estabilizó el nanoaptasensor utilizando distintos agentes de relleno, como 2’-deoxiadenosin-5’-trifosfato disódico (dATP), el ácido 3-mercaptopropiónico (MPA) y cadenas de polietilenglicol tiolado con dos grupos funcionales diferentes (HS-PEG(7)-OMe y HS-PEG(8)-COOH). En los ensayos preliminares de detección de CEA en solución (0, 5 y 10 μg/mL), se evaluaron los nanoaptasensores preparados. Posteriormente, se llevó a cabo la optimización de las tiras de flujo lateral utilizando nanotriángulos con un λmax de 1100 nm. Se consideraron parámetros como el pretratamiento de la almohadilla de conjugado, el medio del nanoaptasensor, el running buffer y el tipo de nitrocelulosa. Después de la optimización, se evaluó el desempeño del nanoaptasensor basado en los AuNTs con una λmax de 785 nm, modificados con el aptámero-horquilla y dATP, el cual mostró los mejores resultados en los ensayos preliminares en solución. La detección de CEA se probó con distintas concentraciones del biomarcador (0,18, 45, 90, 180 y 1800 ng/mL) mediante la técnica LFA. Además, se estudiaron los ensayos LFA mediante colorimetría y SERS. Los resultados indicaron que el nanoaptasensor permitió discernir concentraciones de CEA en el rango de 90 ng/mL mediante colorimetría, y concentraciones de hasta 4.5 ng/mL por SERS.