Plataformas electroquímicas para el diseño de biosensores de afinidad aplicados a la detección de biomarcadores de enfermedades autoinmunes

• Autores: Sara Guerrero Irigoyen
• Directores de la Tesis: Paloma Yáñez Sedeño (dir. tes.), María Lourdes Agüí Chicharro (dir. tes.), José Manuel Pingarrón Carrazón (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Número de páginas: 359
• Tribunal Calificador de la Tesis: Angel Julio Reviejo García (presid.), Esther Sánchez Tirado (secret.), Carlos Peña Farfal (voc.), María del Carmen Quintana Mani (voc.), Cristina Ariño Blasco (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
      • Análisis bioquímico
      • Análisis electroquímico
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Las enfermedades autoinmunes surgen cuando el sistema inmunológico no distingue entre elementos extraños y propios, y produce anticuerpos que atacan las células del cuerpo. Hay al menos ochenta enfermedades autoinmunes diferentes que pueden tener un inicio sutil y presentar una variedad de manifestaciones clínicas. Esta situación dificulta establecer un diagnóstico adecuado que depende de una cuidadosa evaluación clínica. Por lo general, las enfermedades autoinmunes se clasifican en dos tipos según la cantidad de órganos dañados. En primer lugar, las enfermedades autoinmunes órgano-específicas que pueden ser endocrinas, dermatológicas o hematológicas, se caracterizan por la afectación de un determinado tejido. Por otro lado, las enfermedades autoinmunes sistémicas ocurren cuando los anticuerpos atacan antígenos no específicos en más de un órgano. En este trabajo nos hemos centrado en las enfermedades del segundo tipo, principalmente en la artritis reumatoide (RA) y la esclerosis múltiple (MS). La RA es una enfermedad inflamatoria común y crónica caracterizada por una excesiva activación inmune e inflamación que involucra casi todos los tejidos del cuerpo. En cuanto a la MS, esta enfermedad autoinmune crónica, inflamatoria y neurodegenerativa provoca daños en las vainas de mielina del sistema nervioso central (CNS). Además de la importancia de establecer nuevas terapias eficaces supresoras de estas enfermedades, se requieren métodos de detección sensibles para prevenir la aparición de consecuencias indeseables de enfermedades autoinmunes, que están asociadas con estas enfermedades persistentes y erosivas. Ante los métodos lentos y costosos comúnmente utilizados, se deben realizar pruebas clínicas basadas en el seguimiento de biomarcadores para facilitar el diagnóstico y evaluar la gravedad de la enfermedad.

    El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de bioplataformas electroquímicas para la determinación de biomarcadores de enfermedades autoinmunes específicos para patologías de carácter inflamatorio, que presentan un difícil diagnóstico en etapas iniciales. Así, se han elegido como compuestos diana varios tipos de biomoléculas relacionadas con la RA y la MS, reconocidas como biomarcadores de estas enfermedades, y se han desarrollado métodos de detección basados en biosensores electroquímicos con suficiente sensibilidad y precisión para ser utilizados en ensayos clínicos. Se implementaron varias configuraciones usando electrodos serigrafiados para la construcción de inmunosensores integrados y bioplataformas asistidas magnéticamente. En el primer caso, la superficie del electrodo se modificó con materiales para inmovilizar biomoléculas y mejorar las respuestas electroquímicas, y el segundo tipo empleó micropartículas magnéticas funcionalizadas como soporte para la inmovilización de inmunoreactivos. Todos los diseños se basaron en esquemas de inmunoensayo mediante reacciones anticuerpo-antígeno para cuantificar la concentración desconocida de los analitos. Todo este trabajo de investigación se realizó aplicando la metodología habitual del bioelectroanálisis que implica el diseño de la bioplataforma electroquímica y la estrategia de inmunodetección, la optimización de las variables experimentales, estudios de caracterización, construcción de los calibrados y establecimiento de las características analíticas. En todos los casos, la utilidad analítica de los métodos se demostró mediante la aplicación a muestras de interés clínico y la validación de los resultados se realizó mediante comparación con inmunoensayos ELISA comerciales.

  • English

    Autoimmunity is the self-destructive effect or response of the immune system in which different levels of manifestation with a variety of nuances can be found. Autoimmune diseases emerge when the immune system does not distinguish between foreign and its own elements and produces antibodies that attack body cells. This condition can be initiated by an infection, but the immune activation persists in the absence of the antigen. There are at least eighty different autoimmune diseases which can be subtle in onset and present a variety of clinical manifestations. This situation makes hard to establish a proper diagnosis which depends upon careful clinical evaluation. Usually, autoimmune diseases are classified into two types according to the number of organs damaged. Firstly, organ-specific autoimmune diseases which can be endocrine, dermatological or hematological, are characterized by the involvement of a particular tissue. Furthermore, systemic autoimmune diseases occur when antibodies attack non-specific antigens in more than one organ. In this work, we have focused on diseases of the second type, mainly in rheumatoid arthritis (RA) and multiple sclerosis (MS)...