Las sondas fluorescentes activadas por enzimas podrían revolucionar la atención sanitaria

Las sondas fluorescentes activadas por enzimas podrían revolucionar la atención sanitaria

Los avances en las sondas fluorescentes del infrarrojo cercano activadas por enzimas son prometedores para evaluar las respuestas a las terapias dirigidas por enzimas.

Imágenes de células fluorescentes


Las enzimas son fundamentales para las funciones celulares y fisiológicas normales, y su actividad anormal se ha implicado en varias enfermedades como el cáncer y la diabetes. En consecuencia, analizar la actividad enzimática es una técnica valiosa para el diagnóstico y seguimiento de enfermedades. La necesidad de agentes de contraste, la baja sensibilidad y la resolución espaciotemporal hacen que los instrumentos convencionales sean limitados. Para contrarrestar esto, los investigadores están investigando cada vez más sondas fluorescentes para la visualización no invasiva y en tiempo real de la dinámica enzimática y el estado de la enfermedad correspondiente.

Los científicos coreanos han resumido los avances recientes en el desarrollo de sondas fluorescentes de infrarrojo cercano (NIR) activadas por enzimas y sus diversas aplicaciones en la investigación y la medicina biomédicas. Los autores principales, el Dr. Jun-seok Lee de la Facultad de Medicina de la Universidad de Corea y el Dr. Juyoung Yoon de la Universidad de Mujeres Ewha, Corea, explicaron: “Las pruebas de biomarcadores tradicionales se basan en el nivel de expresión relativo de una enzima objetivo, que no refleja la actividad enzimática. Las sondas fluorescentes activadas por enzimas ayudan a controlar la dinámica de la actividad enzimática in vitro e in vivo.

Las sondas fluorescentes activadas por enzimas constan principalmente de tres componentes: un fluoróforo que emite fluorescencia tras la activación, un conector y una unidad de reconocimiento de enzimas. El fluoróforo NIR se activa mediante una carga o transferencia de energía que se produce cuando la sonda encuentra una enzima objetivo que emite fluorescencia detectable. Los investigadores observan varias estrategias de diseño para estas sondas fluorescentes adaptables, con muchas aplicaciones en estudios dirigidos a enzimas involucradas en procesos clave como procesos metabólicos, neurotransmisión, crecimiento celular y muerte celular.

Las sondas fluorescentes NIR se utilizan ampliamente en imágenes biomédicas para visualizar células y tejidos, proporcionando mediciones altamente sensibles y en tiempo real de la actividad enzimática en células y en modelos de enfermedades animales. Su selección permite la detección de enzimas anormales específicas de ciertos tumores o enfermedades, permitiendo un diagnóstico precoz y diferencial. Además, se han utilizado sondas fluorescentes NIR para delinear márgenes tumorales o tejidos específicos, lo que ayuda a la resección quirúrgica y promete evaluar las respuestas terapéuticas a las terapias dirigidas a enzimas. Sus aplicaciones se extienden a la detección ambiental, la seguridad alimentaria y el análisis del agua y el aire.

Las sondas fluorescentes activadas por enzimas prometen revolucionar la atención sanitaria, proporcionando una excelente biocompatibilidad, alta especificidad y sensibilidad, y facilidad de uso. La investigación adicional ayudará en el diseño de sondas fluorescentes de múltiples objetivos para determinar diferentes tipos de células y ayudar en la investigación clínica, el diagnóstico, el seguimiento de enfermedades y las terapias.

Los autores del estudio concluyeron: “La actividad enzimática anormal es un sello distintivo de varias enfermedades. Las sondas fluorescentes NIR se pueden utilizar como herramientas moleculares para la visualización y cuantificación de dichos biomarcadores. Aunque se han logrado avances significativos en su desarrollo, se necesitan estudios adicionales para ampliar sus aplicaciones biológicas.

Se ha publicado un artículo de revisión. Tendencias TrAC en química analítica.

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