iSenseDNA: nanosensores para detectar en tiempo real los cambios moleculares tras enfermedades neurodegenerativas
Comprender cómo cambian las proteínas implicadas en enfermedades como el Parkinson sigue siendo uno de los grandes retos de la biomedicina. Muchas patologías complejas comienzan con pequeñas alteraciones estructurales en moléculas clave, pero detectarlas a tiempo y entender su comportamiento continúa siendo una dificultad científica de primer nivel.
Con ese objetivo nació iSenseDNA, un proyecto europeo en el que participa CIC biomaGUNE y que busca desarrollar una nueva generación de nanosensores capaces de detectar en tiempo real esos cambios moleculares casi imperceptibles. La iniciativa está financiada por la Comisión Europea a través del programa European Innovation Council (EIC) Pathfinder Open, destinado a impulsar tecnologías disruptivas con potencial para abrir nuevos mercados en Europa.
El proyecto comenzó en octubre de 2022, cuenta con una financiación de 3 millones de euros y reúne a nueve instituciones europeas. Además de CIC biomaGUNE, el consorcio lo forman el Departamento de Químicas de la Universidad de Padova (Italia), el Grupo Umu de la Universidad de Umeå (Suecia), dos grupos de investigación del Consejo Nacional de Investigación Italiana (CNR), la pyme de base tecnológica OrganoTherapeutic y dos infraestructuras de vanguardia a nivel europeo y mundial: DESY, uno de los centros líderes a nivel mundial en ciencia de aceleradores y fotones ubicado en Hamburgo (Alemania), y el Sincrotrón Europeo (ESRF). Todo ello coordinado por el grupo de bioquímica computacional de la Universidad de Uppsala (Suecia).
La propuesta de iSenseDNA parte de un reto científico «de alto riesgo», según la investigadora y profesora Aitziber Cortajarena, que lidera la labor de CIC biomaGUNE en iSenseDNA: entender la llamada “dinámica conformacional” de las proteínas, es decir, los pequeños cambios de forma que experimentan estas moléculas y que pueden determinar su función biológica o su implicación en una enfermedad.
«Para dar solución a este reto científico, el proyecto iSenseDNA propone diseñar una tecnología revolucionaria para la nanobiodetección de próxima generación, sensible a los cambios conformacionales en tiempo real de las moléculas diana y relacionar directamente la estructura molecular con su función biológica”, explica Cortajarena. La idea es integrar posteriormente este sistema en un chip-sensor que permita analizar con gran precisión procesos biológicos complejos, facilitando nuevas herramientas tanto para investigación biomédica como para diagnóstico avanzado y desarrollo de terapias más eficaces.
El papel de CIC biomaGUNE
Dentro de este consorcio internacional, CIC biomaGUNE desempeña una función especialmente relevante. El grupo de Nanotecnología Biomolecular, liderado Cortajarena, participa directamente en el desarrollo de estos nanotransductores.
«Para ello, el grupo diseñará y generará, por un lado, secuencias de ADN que puedan reconocer específicamente a las moléculas diana, así como su integración en los nanotransductores. Por otro lado, desarrollará enzimas capaces de superenrollar ADN ‘a la carta’ para producir estos nanotransductores. Asimismo, el grupo generará las moléculas diana necesarias para la validación experimental de la tecnología”, cuenta Cortajarena.
Hasta el momento, los resultados ya han demostrado la viabilidad del planteamiento. El equipo ha conseguido secuencias de ADN capaces de reconocer específicamente la α-sinucleína, una proteína estrechamente vinculada a enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson. Además, se ha producido α-sinucleína sintética en laboratorio, lo que ha permitido comprobar experimentalmente que los sensores desarrollados pueden identificar esta molécula. Se trata de un primer paso fundamental para avanzar hacia una tecnología capaz de detectar cambios conformacionales en proteínas relevantes para distintas patologías.
Los próximos pasos se centrarán en demostrar que estos nanotransductores no solo reconocen la molécula diana, sino que además generan una respuesta espectroscópica detectable. Después, el consorcio validará la tecnología en sistemas más complejos como organoides —modelos biológicos que reproducen enfermedades en laboratorio— y estudiará su posible aplicación en muestras biológicas de pacientes.
El objetivo final es convertir esta plataforma en una nueva herramienta para estudiar enfermedades desde su origen molecular, mejorar el diagnóstico precoz y facilitar terapias más eficaces. Con iSenseDNA, CIC biomaGUNE refuerza su papel en la investigación biomédica de vanguardia y su capacidad para transformar ciencia de frontera en soluciones con impacto real en la salud.
El Grupo SPRI impulsa la I+D de las empresas vascas con herramientas, activos, ayudas, grupos de trabajo y alianzas con el fin de potenciar la investigación y generar nuevas tecnologías. Consulta los programas de ayuda a la I+D como Elkartek, Emaitek o Hazitek.
