Minibiosensores para detectar el cáncer en minutos y a partir de una sola gota de muestra

Madrid – Los biosensores nanofotónicos ultrasensibles son diminutas «máquinas» -toda la estructura se sujeta con la punta de dos dedos- que permiten el diagnóstico precoz de infecciones ultrarresistentes, pero también de cánceres como el de ovario, en pocos minutos y tan solo a partir de una gota de muestra del paciente.

En «fase precomercial», estos pequeños dispositivos se desarrollan, construyen y prueban en el laboratorio de la doctora Laura M. Lechuga, investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) español y directora del grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas en el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2).

Lechuga, que recibió recientemente el Premio Fundación Lilly de Investigación Biomédica Preclínica 2025, habla con EFE del beneficio para los pacientes de estos biosensores «muy poco invasivos» que utilizan luz; de los biomarcadores que rastrean para el diagnóstico; y de cuándo llegarían a la práctica clínica.

Para lograr esto último es necesaria una mayor implicación de las empresas. «Los investigadores no podemos hacerlo todo», afirma la científica, referente internacional en el ámbito del nanodiagnóstico.

PREGUNTA: ¿Qué son los biosensores nanofotónicos y desde cuándo se investigan?

RESPUESTA: La tecnología de los biosensores no es nueva, surgió en los años 60. El biosensor más conocido, el más paradigmático, es el que usan las personas con diabetes para medir sus niveles de glucosa. Este y todos utilizan una parte física, que en mi caso es un sensor nanofotónico, y luego un receptor biológico totalmente selectivo, es decir, aquel que atrapa lo que quieres analizar, ya sean virus, bacterias, una proteína o la glucosa.

Lo que manejamos en mi laboratorio es muy parecido a los circuitos integrados que están en móviles, teléfonos o coches, pero en lugar de circular por ellos electrones pasan fotones (la luz es la encargada de interaccionar con las biomoléculas).

Los chips de silicio que empleamos miden unos centímetros y dentro llevan grabados hasta 20 biosensores en paralelo; cada uno de ellos mide de ancho 3 micras y de alto unos pocos nanómetros. Y todo va envuelto en una carcasa de pocos centímetros. Esta tecnología se lleva investigando unos 25 años.

P: ¿Cómo se usan?

R: A diferencia de las actuales técnicas, una de las cosas más interesantes de estos dispositivos miniaturizados es que solo necesitan una muestra mínima, una gota de sangre, saliva, sudor u orina -dependiendo de la enfermedad-. Es un método casi no invasivo para el paciente, con el que se obtienen resultados en minutos.

P: ¿Qué aplicaciones tienen?

R: Una de las principales vías que investigamos es la detección rápida de infecciones. Estos dispositivos son capaces de detectar, en cuestión de minutos, infecciones bacterianas, virales o fúngicas con una sensibilidad extraordinaria. Con nuestros biosensores existiría la posibilidad de llegar a urgencias y que te hagan el test en ese momento, pudiendo ver qué tipo de infección tienes y, si es bacteriana, qué tipo de bacteria es la culpable. Pero no sólo, también podrían identificar el perfil de resistencia a los antibióticos.

Esto tiene muchísimas ventajas, sobre todo la rapidez ya que ayuda a tomar decisiones informadas a los médicos sobre el mejor tratamiento.

P: Además de para infecciones, usted ha desarrollado tecnología para el diagnóstico del cáncer. ¿Para qué tipo de tumores?

R: En realidad los biosensores nanofotónicos servirían para todo tipo de cáncer, pero estamos centrados en ovario y pulmón, dos tumores difíciles de diagnosticar en un estado precoz. Hemos construido biosensores capaces de identificar biomarcadores epigenéticos, marcas moleculares en el ADN que pueden indicar presencia de enfermedad -esas señales químicas modifican la forma (no la secuencia) en la que se comportan los genes-.

Estos biomarcadores -como microARNs o alteraciones en la metilación del ADN- están asociados a pequeños cambios que suceden en las células cuando se vuelven cancerosas, y lo más interesante es que sabemos que se producen cuando está comenzando el proceso tumoral. Si somos capaces de captarlos podríamos entonces hacer un diagnóstico precoz. Y eso es lo que consiguen los biosensores.

P: ¿En qué estado está su investigación?

R: Lo que hacemos es investigación muy aplicada, muy de transferencia tecnológica. Los dispositivos, digamos, están casi en nivel precomercial, validados con un gran número de muestras de pacientes y preparados para ser usados en emplazamientos reales. Pero para entrar en la fase comercial definitiva, además de las regulaciones de las agencias, hay que tener una empresa que los fabrique a escala industrial y, además, todos iguales. Son muchos los pasos que hay que dar y no nos corresponden a los científicos.

Nosotros hacemos toda la ciencia, toda la tecnología, llegamos a pasos muy avanzados de transferencia, pero esto lo tienen que hacer las empresas. Y aquí es, quizás, donde falla el engranaje.

P: Para que no lo haga todo el científico, ¿cuál es el modelo?

R: Debe existir un equipo de transferencia de tecnología que realmente sepa hacerlo, bien formado, y no ahondar en un modelo en el que todas esas oficinas de transferencia que existen «ayudan» a los científicos. Yo no quiero que me ayudes, sino que lo hagas tú, que busques a las empresas y hagas tú el negocio. EFE