Algunos pacientes que padecen enfermedades crónicas, acuden a la Unidad de cirugía sin ingreso del hospital Donostia para recibir parte del tratamiento que les han recetado.

Laura Godínez visita esta unidad cada dos o tres meses para que le administren el tratamiento intravenoso. Desde hace años padece artritis reumatoide, una enfermedad que afecta a las articulaciones de piernas y manos.

Laura Godínez: Me la diagnosticaron en el 2010, y hasta entonces, con dolores. Inflamación sobre todo en las manos. Se me inflamaba todo esto y los dedos, no podía mover la mano. Esto ya es para toda la vida, tienes días  buenos, pero cuando te dan los brotes es horrible.

La artritis reumatoide es tan solo una de las muchas enfermedades que conforman el listado de las “enfermedades inflamatorias autoinmunes”. Estas patologías afectan a diversos órganos, pero todas ellas son enfermedades del sistema inmunitario.

Olga Maíz, reumatóloga: El sistema inmunitario es necesario porque su función es defendernos contra agentes externos, por ejemplo, bacterias y virus. Sin embargo, en estas enfermedades el sistema inmune está alterado, está excesivamente activado y además, va en contra de nuestro organismo, es decir, contra nuestros órganos o sistemas porque los reconoce como extraños, no como propios.

Ana Iglesias tiene el Síndrome de Sjogren. Una enfermedad autoinmune menos conocida que afecta a las glándulas lacrimógenas y salivales.

Ana Iglesias: Yo desde siempre desde pequeñita he tenido los ojos siempre mal, lo que pasa es que decían que era conjuntivitis. Con 18-19 años se me ponían peor los ojos, se me hacían úlceras. Estuve en muchos sitios y no sabía de qué era, me daban cortisona y no se me curaba.

Olga Maíz, reumatóloga: La dificultad radica en que en un principio, cuando empiezan, se pueden confundir con enfermedades mecánicas o degenerativas. Esto lleva a un error en el diagnóstico y a un retraso en el diagnóstico del paciente. Es importante el conocimiento de la enfermedad por parte  del médico y la derivación al especialista para hacer un diagnóstico precoz, porque esto mejora muchísimo el pronóstico del paciente.

Precisamente, la tecnología que están desarrollando en el centro de investigación CICmicroGUNE podría ayudar a facilitar el diagnóstico precoz de esas enfermedades y también ayudar a establecer la terapia más apropiada para cada paciente.

A través de las micro y las nanotecnologías realizan investigación básica orientada a la generación de conocimiento, para posteriormente poder ser aplicada.

En esa línea, trabajan en el desarrollo de la tecnología llamada: resonancia de plasmones superficiales.

Esta sala blanca de CICmicroGUNE es el laboratorio donde trabajan esa tecnología y este chip es el dispositivo que utilizan.

Es un prisma de cristal y en su superficie han depositado una fina lámina de oro.

Cuando inciden con luz sobre la superficie, se genera un curioso fenómeno llamado plasmón.

Santos Merino, CICmicroGUNE: Los plasmones se generan entre la superficie de algunos metales, como son la plata y el oro, y el medio que le rodea; que puede ser una solución acuosa o aire. Entre lo que es la capa de oro y la solución de agua o el aire que tenemos alrededor, hay unos electrones libres que están en esa superficie. Entonces, cuando haces incidir luz, esa luz, lo que hace es interaccionar con esos electrones libres y lo que hace es generar unas ondas superficiales que son los plasmones.

Esas ondas de electrones o los plasmones, son la base de esta tecnología, el primer elemento que ayudará a diagnosticar la enfermedad.

Pero, no el único. En la muestra de sangre o saliva del paciente hay varias moléculas que indican la existencia de la enfermedad: son los biomarcadores.

Esos biomarcadores también revelan cómo reacciona el paciente ante una terapia u otra.

Para localizar esos biomarcadores en la muestra del paciente, colocan en la superficie del chip otra clase de biomoléculas, llamadas anticuerpos. La función de estos anticuerpos es atrapar los biomarcadores que les corresponden, ya que para cada biomarcador existe un anticuerpo específico.

En el laboratorio de CICmicroGUNE inmovilizan esos anticuerpos sobre la superficie del chip.

Una vez listos todos los elementos, introducen el dispositivo en la máquina junto con la muestra de saliva o sangre.

Josu Martínez- Perdiguero, CICmicroGUNE : Metemos el chip dentro del equipo que tiene dos partes: una fuente de luz y un detector, entonces, la luz entra por uno de los lados de este prisma incide en la capa de oro y es reflejada. Entonces, el sistema mide la intensidad de luz reflejada que depende de lo que nosotros tengamos en la superficie del oro.

Santos Merino, CICmicroGUNE: Si tu colocas una serie de anticuerpos o digamos de formas de capturar específicamente esos biomarcadores, cuando ese biomarcador se fija a la superficie en ese entorno tan pequeño de 100, 200, 300 nanómetros va a ocurrir un cambio en la señal de interferencia entre la luz y el plasmón superficial que has generado. Entonces, nosotros medimos el cambio en esa condición de interferencia.

Si el biomarcador se adhiere al anticuerpo, se produce un cambio en la luz transmitida como consecuencia del plasmón. Eso indica que, efectivamente, esa muestra contiene el biomarcador, es decir, que el paciente padece la enfermedad. Así es como realizan el diagnóstico.

El mismo criterio se sigue para monitorizar cómo progresa la enfermedad una vez detectada o bien para establecer qué terapia es la más apropiada para cada paciente.

Pero, el chip que utilizan para aplicar la tecnología de la resonancia de plasmones superficiales tan solo puede analizar un biomarcador por cada prueba. Y, habitualmente, un diagnóstico requiere de la identificación de un grupo de biomarcadores.

Por ello, en CICmicroGUNE, trabajan en el desarrollo de un nuevo sistema, que permite identificar en un mismo chip varios biomarcadores a la vez.

Este es el chip que han desarrollado. Es una lámina de vidrio cubierta por un polímero en el que imprimen un patrón de nanoagujeros. Sobre él depositan una superficie de oro.

El chip está compuesto por varias redes o matrices de nanoagujeros. Y la singularidad de este diseño es que cada una de las redes puede identificar un biomarcador diferente.

Santos Merino, CICmicroGUNE: La ventaja de esto es que este chip de unas dimensiones tan pequeñas, como puede ser un porta, te puede permitir detectar una docena de proteínas simultáneamente. Biofuncionalizando cada una de las áreas con una molécula diferente.

En la sala óptica de CICmicroGUNE han instalado el montaje experimental del nuevo sistema.

Es un sistema óptico lineal y a través de las ópticas y las lentes, la luz se focaliza en las nanoestructuras del chip.

En este caso, cuando los biomarcadores que están en la superficie del chip se unen a los anticuerpos los plasmones generados en esa superficie transmiten un haz de luz, que se recoge en un espectrómetro-óptico; para posteriormente, poder realizar la interpretación de los resultados.

Deitze Otaduy , CICmicroGUNE: Este pico cuando tenemos el suero sin ningún biomarcador se encuentra en un punto determinado y si vamos detectando la presencia de biomarcadores se produce un pequeño desplazamiento. El desplazamiento que se produce en la longitud de onda se puede correlacionar con la presencia de biomarcadores.

Así se podrá realizar el diagnóstico de la enfermedad, conocer el nivel de desarrollo en el que se encuentra la afección o conocer la eficiencia de una determinada terapia.

Este dispositivo además tiene otras ventajas, es más compacto y ligero y el proceso de producción de las nanoestructuras se podría proyectar a nivel industrial.