Nanopartículas magnéticas para señalar la presencia de cáncer

El proyecto internacional incluye investigadores de las universidades de Rostock (Alemania), Madeira (Portugal) y Alberta (Canadá) y los centros indios de ciencia celular y para la identificación y el diagnóstico en ADN. Científicos del equipo del catedrático Miguel Valcárcel actúan como asesores externos, forman a investigadores en tratamiento de muestras y participan en las reuniones del consorcio, como la que se celebró en noviembre de 2014 en la isla de Madeira. La iniciativa investigadora forma parte de un acuerdo de colaboración entre la Unión Europea e India denominada New Indigo.

Para desarrollar, identificar y cuantificar biomarcadores de cáncer en muestras de aliento, saliva u orina, los científicos necesitan herramientas efectivas y precisas en el tratamiento de las mismas. Los químicos analíticos de la UCO son especialistas en esta materia y reciben a investigadores que, luego, en sus centros de investigación de origen, pueden aplicar los conocimientos adquiridos. “El tratamiento de muestras es bastante complejo. No siempre es posible analizar directamente las muestras que llegan al laboratorio por la complejidad de las mismas y la baja concentración de los analitos diana”, explica la profesora Marisol Cárdenas. Es el caso de las muestras de agua u orina. Por este motivo, las últimas técnicas de Química analítica tratan de incrementar la concentración del compuesto analizado, el analito, y de eliminar las interferencias.

Una de las líneas en las que trabaja el equipo de la UCO para preconcentrar el analito diana y obtener datos más precisos en el tratamiento de muestras es la microextracción. “Con esta técnica, el extractante debe ser muy eficiente”, resalta su compañero Rafael Lucena. En los últimos años, la búsqueda de estos extractantes se ha centrado en nanopartículas. En principio se emplearon nanotubos de carbono, y ahora está en boga el grafeno y los nanomateriales metálicos (de oro y plata, fundamentalmente). Los químicos analíticos de la Universidad de Córdoba emplean un tipo de nanopartículas particular, las magnéticas, y, dentro de éstas, las de óxido de hierro. “Al poder emplear imanes para separar el extractante, se consumen menos recursos energéticos, se minimiza el impacto ambiental y se aceleran los procedimientos”, incide Cárdenas.

En un reciente trabajo, publicado en Journal of Chromatography A, se ha podido determinar la aplicabilidad de estos métodos de tratamiento de muestra con nanopartículas de óxido de hierro en orina. Esta información es tan útil para el consorcio europeo, que un científico de la Universidad de Madeira realizó una estancia en Córdoba para aprender la síntesis de estos materiales. En esta formación participó activamente la estudiante de doctorado Emilia María Reyes.

Cómo actúan las nanopartículas

En las técnicas de microextracción, las nanopartículas pueden estar dispersas o inmovilizadas en un soporte. Los especialistas recomendaron en el caso de la búsqueda de biomarcadores en fluidos corporales la técnica dispersiva. Aquí, el extractante está disperso en el líquido. Los marcadores interaccionan con la superficie de la nanopartícula. Después, con un sencillo imán, las nanopartículas se separan del resto de la muestra líquida y se concentran en un punto. Al concentrarse y eliminar interferencias se puede determinar el compuesto deseado.

Además de la microextracción, los especialistas de la UCO han desarrollado líneas de investigación en materia de miniaturización, automatización y simplificación. Todas estas técnicas están relacionadas con la Química verde, que pretende minimizar el impacto ambiental de este tipo de actuaciones. Además, son útiles para muestras valiosas.

Zheng Qiao, Rosa Perestrelo, Emilia María Reyes, Rafael Lucena, Marisol Cárdenas, João Rodrigues, José Câmara, ‘Octadecyl functionalized core-shell magnetic silica nanoparticle as a powerful nanocomposite sorbent to extract urinary volatile organic metabolites’. Journal of Chromatography A, 1393 (2015), 18-25