Nanodispositivos dirigidos a la detecci?n de pat?genos
- Authors
- Baroja Oviedo, Mar?a Isabel
- Format
- MasterThesis
- Status
- publishedVersion
- Description
El desarrollo de nanodispositivos como plataformas de transporte y liberaci?n de mol?culas qu?micas se ha convertido en una de las m?s innovadoras aplicaciones descritas durante los ?ltimos a?os. Una caracter?stica fundamental de estos nanodispositivos consiste en que son capaces de liberar compuestos de inter?s ?nicamente bajo est?mulos espec?ficos lo cual, ha resultado especialmente ?til para la investigaci?n farmacol?gica. Dentro de este ?rea, los nanodispositivos pueden ser utilizados a manera de biosensores o como transportadores de mol?culas hacia dianas espec?ficas. Entre los mencionados sistemas, las nasnopart?culas mesoporosas de s?lice (MSN) como veh?culos multifuncionales constituyen un espacio de creciente inter?s, principalmente, porque estas matrices nanosc?picas tienen propiedades diferenciales como su elevada biocompatibilidad, inercia qu?mica, estabilidad t?rmica y porosidad homog?nea. Debido a estas caracter?sticas las MSN se han convertido en herramientas apropiadas para la liberaci?n espacio-temporal controlada de mol?culas de inter?s qu?mico. Dentro de los materiales mesoporosos de s?lice, la MCM-41 (?Mobile Crystalline Material-41?), resulta apropiada para la fabricaci?n de dispositivos nanosc?picos, ya que al hacer reaccionar los hidroxilos expuestos en el exterior de estas nanopart?culas, resulta relativamente sencillo funcionalizar la matriz inorg?nica dando lugar al acoplamiento de las denominadas puertas moleculares. Estas puertas, confieren selectividad a los soportes s?lidos, ya que son capaces de abrirse y liberar el contenido de sus poros ?nicamente ante est?mulos controlables como cambios de pH, temperatura, potencial redox, presencia/ausencia de prote?nas, iones o ?cidos nucleicos. Entre todas las puertas nanosc?picas moleculares, los ?cidos nucleicos han sido reconocidos como compuestos interesantes debido a su conformaci?n tridimensional, a su especificidad a la hora del acoplamiento en doble hebra y a su robusta estructura f?sico-qu?mica. En este sentido, el trabajo que nos ocupa, consiste en el dise?o, elaboraci?n y estudio de la funcionalidad de un s?lido mesoporoso nanoparticulado de tipo MCM-41, cargado con un colorante (rodamina B), funcionalizado con isocianatos y tapizado con una puerta molecular de ADN. Este dispositivo tiene como objetivo de detectar pat?genos bacterianos de tipo Mycoplasma. Para lograr la selectividad del sistema, la puerta molecular del nanodispositivo estar? formada por dos hebras de ADN de diferentes longitudes (15 y 39 nucle?tidos respectivamente) correspondientes a un fragmento altamente conservado de la regi?n ribosomal 16S perteneciente a las bacterias del g?nero Mycoplasma. La hebra peque?a (O1), presentar? una modificaci?n sint?tica (NH2) en su extremo 5?la cual ser? acoplada covalentemente a la superficie del s?lido al reaccionar con los grupos isocianato. La segunda hebra de ADN (O2), cumple una doble funci?n. Primeramente, se encargar? de bloquear la salida de la carga al cubrir los poros de la nanopart?cula pero adem?s, estar? encargada de mediar las interacciones supramoleculares necesarias para la posterior. Entre todas las puertas nanosc?picas moleculares, los ?cidos nucleicos han sido reconocidos como compuestos interesantes debido a su conformaci?n tridimensional, a su especificidad a la hora del acoplamiento en doble hebra y a su robusta estructura f?sico-qu?mica. En este sentido, el trabajo que nos ocupa, consiste en el dise?o, elaboraci?n y estudio de la funcionalidad de un s?lido mesoporoso nanoparticulado de tipo MCM-41, cargado con un colorante (rodamina B), funcionalizado con isocianatos y tapizado con una puerta molecular de ADN. Este dispositivo tiene como objetivo de detectar pat?genos bacterianos de tipo Mycoplasma. Para lograr la selectividad del sistema, la puerta molecular del nanodispositivo estar? formada por dos hebras de ADN de diferentes longitudes (15 y 39 nucle?tidos respectivamente) correspondientes a un fragmento altamente conservado de la regi?n ribosomal 16S perteneciente a las bacterias del g?nero Mycoplasma. La hebra peque?a (O1), presentar? una modificaci?n sint?tica (NH2) en su extremo 5?la cual ser? acoplada covalentemente a la superficie del s?lido al reaccionar con los grupos isocianato. La segunda hebra de ADN (O2), cumple una doble funci?n. Primeramente, se encargar? de bloquear la salida de la carga al cubrir los poros de la nanopart?cula pero adem?s, estar? encargada de mediar las interacciones supramoleculares necesarias para la posterior liberaci?n selectiva del colorante. La apertura de la puerta molecular depender? de la presencia de ADN gen?mico de Mycoplasma en el analito, en cuyo caso la liberaci?n del contenido de los poros, ser? la consecuencia de hibridaci?n de las bases complementarias de la hebra del ADN gen?mico presente en el analito con el oligonucle?tido (O2) inmovilizado en el nanodispositivo. Para evaluar la fiabilidad del sistema se caracteriz? la matriz mesoporosa y se realizaron pruebas de efectividad. A partir de los resultados obtenidos se puede decir, que el l?mite de detecci?n del nanodispositivo es de aproximadamente 70 copias de ADN de Mycoplasma uL . Adem?s, el sistema dise?ado es capaz de detectar de manera selectiva la presencia de ADN del g?nero Mycoplasma incluso en presencia de ADN interferente (Candida albicans y Legionella pneumophila). Finalmente, este dise?o fue testado con muestras cl?nicas previamente analizadas mediante la reacci?n en cadena de la polimerasa (PCR) y los an?lisis mostraron, que el soporte s?lido dise?ado identifica de manera selectiva la presencia de micoplasmas en suspensi?n. En conjunto, estos resultados indican que la nanoformulaci?n desarrollada es un biosensor r?pido y eficiente, capaz de detectar ADN bacteriano (Mycoplasma) de manera espec?fica y emitir una se?al cuantificable mediante espectroscopia de fluorescencia, lo que lo convierte en una potencial herramienta diagn?stica.
- Publication Year
- 2014
- Language
- spa
- Topic
- BIOTECNOLOG?A
NANOTECNOLOG?A
BIOMEDICINA
DESARROLLO DE BIOF?RMACOS
- Repository
- Repositorio SENESCYT
- Rights
- openAccess
- License