Tests con grafeno: ciencia platense contra el Covid

Con el desarrollo de nanosuperficies de grafeno y otros elementos, científicos del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA) de La Plata avanzan en el desarrollo de una tecnología capaza de detectar al nuevo coronavirus y otros patógenos en menos de cinco minutos y arrojando un resultado digital.

“El uso de transistores de efecto de campo de grafeno adecuadamente diseñados nos facilitaría el acceso a una herramienta de diagnóstico, versátil, altamente sensible y de bajo costo, que permita detectar gente infectada y monitorear pacientes hospitalizados”, explica el doctor en Química Omar Azzaroni quien es investigador del INIFTA, uno de los responsables de la investigación.

El interés por el uso de materiales bidimensionales para el desarrollo de plataformas de biosensado viene creciendo notablemente en la última década. “En el caso del grafeno, sus propiedades singulares han permitido su uso en la fabricación de transistores de efecto de campo con aplicaciones de diagnóstico médico, dando origen a dispositivos con una notable performance en sensibilidad y tiempo de respuesta”, Azzaroni, quien el año pasado recibió el Premio Georg Forster de la prestigiosa Fundación Alexander von Humboldt, en Alemania, por sus aportes en el campo de la nanotecnología.

En la revista “ACS Applied Materials & Interfaces”, Azzaroni y colegas presentaron los resultados de un trabajo que comenzó desde el origen de la pandemia y cuyo objetivo es el diseño de sensores de grafeno que permitan detectar rápidamente biomarcadores de utilidad para diagnóstico y tratamiento de pacientes infectados por Covid.

La tecnología desarrollada por los investigadores del INIFTA permite la construcción de nano-andamios sobre grafeno (un material semiconductor de espesor atómico) para el anclaje con estabilidad covalente de diferentes elementos de reconocimiento como anticuerpos y proteínas útiles para detectar la presencia del patógeno. “Esta estrategia la utilizamos para detectar el antígeno (proteína) Spike del SARS-CoV-2 y el biomarcador ferritina (una proteína de la sangre cuyos niveles pueden reflejar el grado de gravedad de Covid) con dispositivos sensores a base de grafeno. La principal ventaja que se consigue con esta tecnología es una muy rápida detección, de tiempos menores a 5 minutos, y un resultado digital”, destacó el científico platense.

“Aspiramos a que estos biosensores para detección ultrarrápida de SARS-CoV2 puedan representar una nueva herramienta en la lucha contra el Covid y en un futuro no muy distante contra enfermedades infecciosas emergentes”

Omar Azzaroni
Doctor en Química

El proyecto se encuentra en un estadio considerablemente avanzado, “si tenemos en cuenta que este desarrollo se basa en una tecnología muy reciente y novedosa”, agregó.

Los investigadores platenses pudieron demostrar dentro del laboratorio que los biosensores basados en grafeno no sólo son útiles para el diagnóstico y monitoreo de enfermedades, “sino que responden con extraordinaria sensibilidad y especificidad”.

“Nuestro trabajo da lugar a pensar que podríamos estar dando los primeros pasos en el desarrollo de una nueva generación de sensores biológicos de altísima sensibilidad”, dijo Azzaroni.

Como señaló el investigador este avance es fruto de una sinergia entre la ciencia y la industria. En este caso, para validar la estrategia de funcionalización de los sensores de grafeno, se utilizaron sensores desarrollados por la startup argentina Gisens Biotech.

El trabajo de los científicos se realiza en conjunto y en colaboración con Gisens Biotech que recibió varios premios internacionales, y financiamiento de Ministerio de Desarrollo Productivo y la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación. La empresa, en conjunto con la UNLP y el CONICET ya presentaron una solicitud de patente en la Argentina y una solicitud internacional, lo cual les permitirá en los próximos meses proteger esta tecnología en el resto del mundo, incluyendo el mercado más grande de dispositivos diagnósticos que es el de Estados Unidos.

“Aspiramos a que estos biosensores para detección ultrarrápida de SARS-CoV2 puedan representar una nueva herramienta en la lucha contra el Covid y en un futuro no muy distante contra enfermedades infecciosas emergentes”, indicó Azzaroni.

Del trabajo también participaron Esteban Piccinini (primer autor), Juan Allegretto, Juliana Scotto, Gonzalo Fenoy y Waldemar Marmisollé, del INIFTA, y Agustín Cantillo, del INIFTA y Gisens Biotech.