Tendencias21
Una enzima mutada puede enviar información desde el torrente sanguíneo

Una enzima mutada puede enviar información desde el torrente sanguíneo

Una enzima mutada puede utilizarse para medir la composición de la sangre (glucosa, oxígeno, insulina), introducida en un chip que informa en tiempo real de forma inalámbrica desde el torrente sanguíneo. Su desarrollo lo ha liderado el CSIC, que ha mutado la enzima lacasa, conocida por su capacidad oxidante.

Una enzima mutada puede enviar información desde el torrente sanguíneo

La lacasa es una enzima conocida por su alta capacidad de oxidar un amplio espectro de sustratos en la naturaleza, para ello emplea oxígeno del aire y libera agua como único subproducto. Una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado diseñar una versión mutante de esta enzima que mantiene su capacidad oxido-reductora bajo las duras condiciones ambientales del torrente sanguíneo.

“El objetivo de este mutante es actuar como elemento de una batería que genere la corriente necesaria para hacer funcionar dispositivos nanoscópicos implantables en los vasos sanguíneos”, explica el investigador del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC y responsable del trabajo, Miguel Alcalde, en la nota de prensa de la institución.

La capacidad oxido-reductora de las formas originales de lacasa queda prácticamente inhibida ante el pH sanguíneo y la elevada composición de sales. Según la investigación, publicada hoy en la revista Chemistry&Biology, la actividad en sangre de la lacasa mutante es 42.000 veces superior a la de la misma enzima en su estado original.

El proceso para dar lugar al mutante se ha basado en la evolución dirigida. Esta metodología recrea los procesos de evolución natural adaptados a los entornos deseados. El investigador del CSIC confiesa que “fue necesaria una exploración masiva de genotecas mutantes y el análisis de más de 10.000 clones para diseñar el mutante adecuado: la lacasa ChU-B”.

Tanto dicha versión de la enzima como la metodología para desarrollarla han dado lugar a sendas patentes del CSIC.

El ‘nanochip prodigioso’

Del mismo modo que en la naturaleza la lacasa acepta electrones de diferentes sustratos, cuando está inmovilizada en el cátodo de una nanopila toma los electrones procedentes del ánodo, donde otra enzima oxida la glucosa sanguínea. De este modo se produce una corriente eléctrica continua que permite la generación de la potencia necesaria para que todo el dispositivo funcione.

El objetivo de esta fuente de energía es alimentar chips implantables que informen de forma inalámbrica y en tiempo real al hospital sobre la concentración de diferentes metabolitos de la sangre de un paciente, como la glucosa, el oxígeno y la insulina.

Para ello cuentan con un transductor portador de una antena que envía la información a las bases de datos del hospital y con un biosensor encargado de medir el parámetro deseado. Alcalde indica que, “en función del parámetro que se quiera medir, el biosensor requerirá una enzima u otra”. En el caso del oxígeno, por ejemplo, la lacasa mutante puede también servir como enzima de medición, ya que es la fuente que utiliza para captar electrones. No obstante, para medir glucosa será necesaria una enzima glucosa-oxidasa.

Para el investigador del CSIC, “este trabajo supone un notable avance para la aplicación de lacasas en el diseño de nanobiodispositivos con fines biomédicos”. Alcalde explica: “Al mutante capaz de actuar en sangre podrían unírsele, en el futuro, otros capaces de operar en lágrimas y otros fluidos fisiológicos humanos”.

La investigación, fruto de la colaboración con investigadores de ocho universidades y centros de investigación internacionales, y dos empresas privadas, pertenece al proyecto 3D-nanobiodevices del VII Programa Marco de la Unión Europea.

Referencia bibliográfica:

Diana M. Mate, David Gonzalez-Perez, Magnus Falk, Roman Kittl, Marcos Pita, Antonio L. De Lacey, Roland Ludwig, Sergey Shleev, and Miguel Alcalde. Blood Tolerant Laccase by Directed Evolution. Chemistry&Biology. DOI: 10.1016/j.chembiol.2013.01.001

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Detectan emisiones de radio similares a auroras sobre las manchas solares 22 marzo, 2024
    Los astrónomos han observado explosiones de radio duraderas similares a auroras sobre una mancha solar: el descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor al Sol, así como facilitar la identificación de estrellas distantes que producen emisiones de radio similares.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un material que se hace más fuerte con cada golpe 22 marzo, 2024
    Un nuevo material elástico presenta una increíble "durabilidad adaptativa": cada vez que se cae o se golpea, su fuerza se incrementa y se vuelve más difícil de romper. Podría ser de gran utilidad en futuros dispositivos electrónicos como nuevos teléfonos móviles, relojes inteligentes o tabletas, que están continuamente expuestos a todo tipo de golpes. Además, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Arco de Gibraltar está migrando desde el Mediterráneo hacia el Atlántico 22 marzo, 2024
    Una zona de subducción que se origina en el Mediterráneo occidental se está moviendo desde la región franco-española hacia el sur. Actualmente está a la altura de la frontera entre España y Portugal y se propaga hacia el Atlántico bajo el Estrecho de Gibraltar.
    JGU/T21
  • Antiguas canoas revelan cómo los marinos del Neolítico surcaron el Mediterráneo 21 marzo, 2024
    Una nueva investigación liderada por Juan Gibaja, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, y publicada recientemente en la revista PLOS One, arroja luz sobre las primeras embarcaciones neolíticas en el Mediterráneo: las excavaciones en el pueblo de agricultores de la Edad de Piedra de La Marmotta, en Italia, han permitido recuperar cinco […]
    Pablo Javier Piacente
  • En los próximos meses, una "nueva estrella" iluminará el cielo nocturno 21 marzo, 2024
    Los científicos de la NASA han informado que durante este año el sistema estelar T Coronae Borealis podrá verse a simple vista en el cielo nocturno, luego de una violenta explosión cósmica que tendrá lugar en algún momento en los próximos seis meses. La “nueva estrella” en el cielo podrá apreciarse sin la ayuda de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Antártida puede perder su neutralidad y su actividad exclusivamente científica 21 marzo, 2024
    El cambio climático y la creciente demanda de recursos está sacudiendo de la Antártida como continente neutral y exclusivamente científico. La rivalidad entre potencias ha comenzado a hacerse presente en las costas antárticas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los primeros recuerdos son solo reconstrucciones mentales 21 marzo, 2024
    Lejos de ser grabaciones fidedignas de la realidad, los primeros recuerdos son más bien un mosaico compuesto por experiencias reales, narrativas familiares y reconstrucciones mentales. A medida que crecemos, este mosaico se enriquece y se transforma, pero los fragmentos de nuestra primera infancia permanecen, en gran medida, como piezas imaginadas en un rompecabezas de la […]
    Redacción T21
  • Los vínculos sociales alinean a las personas en la misma longitud de onda 20 marzo, 2024
    El vínculo social mejora el intercambio de información y sincroniza las actividades cerebrales entre el líder de un grupo y sus seguidores, colocando a todo el grupo en la misma longitud de onda cerebral, según un nuevo estudio de sincronización neuronal.
    Pablo Javier Piacente
  • Partículas desconocidas de energía oscura serían la fuerza impulsora detrás de la expansión del Universo 20 marzo, 2024
    Una nueva investigación teórica sugiere que la misteriosa energía oscura estaría compuesta por "no partículas" y podría estar ligada a la expansión del cosmos, "separando" lentamente al Universo. Esto explicaría por qué los científicos no logran comprender aún en profundidad cómo el Universo se expande de forma cada vez más acelerada. También revelaría la causa […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las mujeres científicas lideran las investigaciones sobre la sequía 20 marzo, 2024
    Las mujeres científicas están a la vanguardia de las investigaciones sobre la sequía para preservar la producción agrícola, gestionar el agua y mitigar los efectos del calentamiento global. Sobre el terreno, están también mejor preparadas para gestionar los desastres naturales.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)