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Consumir alimentos libres te toxinas es un derecho, pero lamentablemente no siempre se puede asegurar. A lo largo de toda la cadena alimentaria, los hongos pueden atacar a los productos y producir sustancias químicas, conocidas como micotoxinas, capaces de generar cáncer, enfermedades al hígado, a los riñones e incluso ocasionar la muerte. La situación se agrava, cuando la presencia de estas micotoxinas se encuentra en alimentos ampliamente consumidos, como los cereales, granos y hortalizas, y pueden mantenerse intactas aún después de la cocción. Ante esta situación, es necesario contar con sistemas que aseguren la inocuidad de nuestros alimentos. Sin embargo, las técnicas establecidas requieren equipos sofisticados y costosos, basados en técnicas cromatográficas que no siempre son accesibles. Alternativamente, se usan sistemas basados en anticuerpos, susceptibles a cambios de temperatura y al medio, y que, al ser de un solo uso, terminan siendo costosos. Por ello, este proyecto plantea el uso de nanopartículas de oro depositadas en una plataforma de vidrio y modificadas con cadenas cortas de ADN sintético que reconozcan selectivamente a tres de las micotoxinas más recurrentes (ocratoxina A, aflatoxina B1 y fumonisina B1), y que son conocidos como aptámeros. A nanoescala, las partículas de oro tienen propiedades ópticas excepcionales, muy sensibles a pequeños cambios al ambiente que las rodea. Se plantea emplearlas como ¿reglas moleculares¿ que al combinarse con los aptámeros reconozcan selectivamente la presencia de las micotoxinas. Además, esta plataforma nanoestructurada puede integrarse dentro de un sistema de microfluidos a fin de mejorar la detección de las muestras y minimizar el contacto que podría tener el analista. Así, se lograría desarrollar nanosensores específicos que detecten de manera sencilla, rápida y accesible el contenido de micotoxinas en alimentos como el maíz y el arroz y que demuestren la inocuidad de los productos que todos consumimos.
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El cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo a pesar de los esfuerzos por el desarrollo de novedosas terapias y métodos de diagnóstico. Entre los distintos tipos de cáncer que existen, uno de los más letales es el cáncer colorrectal (CRC). Se estima que el 30% de las defunciones podrían evitarse con un mayor número de análisis rutinarios que permitieran la detección temprana de la enfermedad. Para que esto sea posible, es necesario el desarrollo de sensores que, además de ser muy sensibles, sean sencillos de manipular y asequibles, para que puedan implementarse incluso en sistemas con baja inversión sanitaria. Este proyecto propone la preparación de un ensayo de flujo lateral, un sistema que ha demostrado ampliamente su aplicabilidad rutinaria (tests de embarazo y pruebas de Covid-19) para la detección del antígeno carcinoembrionario (CEA). El CEA es un biomarcador tumoral, cuya presencia en altas concentraciones en sangre (> 2 ng/mL), está ligada a CRC y a procesos metastásicos. El sistema propuesto se basa en utilizar nanopartículas de oro (AuNPs) modificadas con un aptámero-horquilla biotinilado, molécula que cambia su forma espacial cuando se une selectivamente al CEA, dejando expuesta una biotina, antes escondida. Esta biotina es la que será reconocida por estreptavidinas presentes en la tira de flujo lateral, haciendo que las nanopartículas se queden retenidas en caso haya CEA en la muestra y así sea posible monitorear cambios en las propiedades ópticas, mediante 3 técnicas diferentes, convirtiéndolo en un sistema multidetección, que le da mayor versatilidad al sensor. Así, haciendo uso de nuevas tecnologías se propone la obtención de un sensor sensible, fácil de preparar y de utilizar, de bajo costo y cuyos resultados pueden obtenerse mediante el uso de equipos accesibles, incluso portátiles, lo que hará que esta estrategia sea atractiva y cumpla las expectativas para ser implementada en análisis rutinarios para detección.
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La hidatidosis y la cisticercosis son enfermedades parasitarias que tienen gran impacto en la salud pública de la población afectada debido a los efectos debilitantes producidos por la enfermedad así como aquellos asociados al tratamiento. Dentro de las alternativas de tratamiento recomendados por la Organización Mundial de Salud, el uso de albendazol es la alternativa que menos efectos debilitantes produce en el tratamiento de ambas enfermedades; sin embargo a nivel local su uso es limitado. El albendazol (ABZ) actúa a nivel sistémico a través de su metabolito activo albendazol sulfóxido (ABZ SFX), el cual debe alcanzar niveles óptimos en sangre para ejercer la acción escolicida por lo que se recomienda utilizar dosis altas por tiempos prolongados; a la fecha, la única técnica disponible para dosar ABZ SFX en sangre es la cromatografía líquida con detección de masas (LC-MS), tecnología que requiere áreas especialmente acondicionadas, haciendo difícil su implementación en zonas endémicas. La presente propuesta tiene como objetivo el desarrollo de una prueba rápida, basada en un principio de reacción inmunocromatográfica con el uso de nanopartículas en oro coloidal que detecte ABZ SFX en un rango terapéutico apropiado y que además se pueda cuantificar en un sistema de lectura fotométrica; dato importante para monitorizar el tratamiento y evitar eventos adversos por sobredosis.
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El antígeno carcinoembriogénico (CEA) es un potente marcador tumoral de distintos tipos de cáncer como el colorrectal y el pancreático, que además está involucrado en procesos metastásicos. Así, se cree que su temprana detección e inclusión en pruebas rutinarias, puede ser un pilar básico para disminuir la tasa de mortalidad de estos tipos cáncer hasta en un 30%. En este proyecto se pretende implementar nuestros conocimientos adquiridos en la preparación de nanoaptasensores, en el desarrollo de un sistema basado en nanopartículas de oro y aptámeros-horquilla (apt-HO) para la detección del marcador tumoral CEA de manera rápida y sencilla. El uso de nanotriángulos funcionalizados con un apt-HO biotinilado (AuNT@apt-HO-biot) permite el desarrollo de un sistema dual, ya que en presencia de CEA, el cambio conformacional experimentado por el aptámero puede ser monitoreado mediante dos técnicas analíticas accesibles y portátiles como son la espectroscopía UV-Vis-NIR y la espectroscopía Raman amplificada en superficie (SERS), proporcionando mayores señales que los aptámeros convencionales. Para mejorar aún más los límites de detección de este sistema, se va a introducir un elemento extra de amplificación, nanoesferas de oro modificadas con estreptavidina (AuNS@tiop-strept). Así, únicamente en presencia de CEA y tras el cambio conformacional experimentado por el aptámero, la biotina terminal del mismo queda expuesta y es reconocida por la AuNS@tiop-strept, que debido a su pequeño tamaño pueden unirse con un bajo impedimento estérico cual piezas de un rompecabezas. Este acoplamiento permite amplificar de manera sencilla y directa las señales del sensor, no sólo mediante la aparición de una nueva banda plasmónica perteneciente a las AuNS, sino permitiendo que la interacción biot-strept también sea monitoreada, ya que dicha unión se produce únicamente en presencia de CEA y, por tanto, su magnitud está directamente relacionada con la concentración de este último.
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Proyecto que busca el desarrollo de un sistema de detección alternativo de tres micotoxinas en granos de café y de kiwicha mediante el uso de la nanotecnología y la generación de aptámeros selctivos.
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Las micotoxinas son sustancias altamente tóxicas, producidas por distintos tipos de moho, que pueden contaminar los alimentos que consumimos, generar enfermedades carcinogénicas e incluso ocasionar la muerte. Por ello urge la necesidad de contar con métodos analíticos simples, efectivos y accesibles que permitan detectar micotoxinas de manera rápida y temprana. Así, se puede asegurar la inocuidad de los productos, tomar medidas correctivas que reduzcan la proliferación de estas sustancias donde se requiera, reducir los potenciales daños y pérdidas económicas asociados a los productos contaminados y, principalmente, proteger la salud de la población. Nuestros estudios realizados con nanosensores basados en aptámeros para la detección de la micotoxina ocratoxina A (OTA) han resultado bastante prometedores (LOD en el rango de los ppbs) y conviene aprovechar el conocimiento adquirido en el desarrollo de un método de detección para la aflatoxina B1 (AFB1), que es incluso más dañina y recurrente que la OTA y un reconocido agente carcinógeno. De esta forma, con este trabajo buscamos mejorar la sensibilidad de nuestro sistema de detección y expandir las aplicaciones de los nanosensores desarrollados en nuestro laboratorio. Los nanosensores de AFB1 podrán, luego, ser comparados y evaluados en paralelo con nuestros sensores de OTA, contribuyendo así en la universalización del método y potenciando el desarrollo de sistemas de detección integrados de análisis de múltiples toxinas en los productos agroindustriales de gran interés nacional, como son el café, la páprika y los pimientos.
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Adquisición de un microscopio electrónico de bajo voltaje que contribuya en el desarrollo de proyectos asociados a los nanosensores, a la preparación de nuevos materiales biopoliméricos e inorgánicos y a aplicaciones terapéuticas en el país; así como a otras ramas donde es crítica la caracterización a nanoescala.
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Esta propuesta busca desarrollar una plataforma plasmónica que permita la detección simultánea de micotoxinas en granos de café verde a partir del trabajo en conjunto realizado por el grupo peruano y el grupo alemán, cuyas experiencias se complementan en el campo de la bioanalítica
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