MADRID, 11 Ene. (EUROPA PRESS) -
Los investigadores han desarrollado un dispositivo sensor especial basado en nanoporos de nitruro de silicio diseñado para proporcionar información volumétrica sobre las moléculas de las proteínas tau y tubulina y sus estados de agregación y explorar así enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer o el Parkinson, según publican en el 'Journal of Applied Physics'.
Las proteínas tau y tubulina son una de las principales causas de muchas enfermedades neurodegenerativas. De hecho, la mayor parte de la progresión de estas enfermedades está relacionada con la agregación de estas proteínas en el cerebro.
Inspirados por una de sus estudiantes de doctorado, que quería explorar las proteínas tau y tubulina, Jiali Li, profesora de física de la Universidad de Arkansas (Estados Unidos), y su grupo crearon un dispositivo sensor especial basado en nanoporos de nitruro de silicio.
Para crear el sensor, el equipo estudió cómo las proteínas modifican la corriente y el voltaje que fluyen a través de un sistema de nanoporos.
"La Ley de Ohm es la base física que permite al dispositivo de nanoporos detectar moléculas de proteínas --explica Li--. Se hace un agujero diminuto (de 6 a 30 nanómetros) en una fina membrana de nitruro de silicio y se apoya en un sustrato de silicio. Cuando éste se introduce en una solución con iones salinos, la aplicación de una tensión eléctrica impulsa el flujo de iones a través del orificio o nanoporo. Esto, a su vez, genera una corriente iónica de poro abierto".
Cuando una molécula de proteína cargada --a menudo miles de veces mayor que los iones-- se encuentra cerca del nanoporo, también se introduce en él y bloquea el flujo de algunos iones. Esto hace que la corriente de poro abierto disminuya.
"La cantidad de caída de corriente producida por una molécula de proteína es proporcional al volumen o tamaño y forma de la proteína --explica Li--. Esto implica que si la proteína A se une a la proteína B, provocarán una caída de corriente proporcional al volumen de A+B, y una proteína A agregada provocará aproximadamente cantidades múltiples de caída de corriente".
Esto permite a Li y su grupo estudiar la unión y agregación de proteínas dentro de un dispositivo de nanoporos. La cantidad de tiempo que una proteína permanece en un nanoporo es inversamente proporcional a su carga, lo que también proporciona información útil sobre una molécula proteica.
"Nuestro estudio demuestra que un dispositivo de nanoporos de nitruro de silicio puede medir la información de volumen de las moléculas de proteínas tau y tubulina y su agregación en diferentes condiciones biológicas, y esto nos permite comprender mejor el proceso de agregación de proteínas, así como desarrollar fármacos u otros métodos terapéuticos para tratar enfermedades neurodegenerativas", afirma
Utilizando su dispositivo de nanoporos de estado sólido, junto con otras herramientas nanotecnológicas, "tenemos previsto estudiar sistemáticamente el mecanismo de agregación de proteínas en diferentes condiciones biológicas, como la temperatura, el pH y la concentración de sal", anuncia Li.
