Desarrollo de un microelectrodo con forma de aguja para la detección electroquímica del biomarcador de sepsis interleucina-6 (IL-6) en tiempo real

Este documento describe un sistema de sensor sencillo sin etiquetas para la medición sensible y en tiempo real de un importante biomarcador proteico de sepsis, utilizando un novedoso microelectrodo integrado en un sustrato con forma de aguja. La sepsis es una condición que amenaza la vida con una alta tasa de mortalidad, que se caracteriza por la desregulación de la respuesta inmune tras una infección, lo que puede llevar a la falla de órganos y colapso cardiovascular si no se trata. Actualmente, la prueba de sepsis se lleva a cabo típicamente tomando muestras de sangre que se envían a un laboratorio central para su procesamiento. Los tiempos de análisis pueden variar entre 12 y 72 horas, lo que hace que sea notoriamente difícil diagnosticar y tratar a los pacientes de manera oportuna. La patobiología de la sepsis se está comprendiendo cada vez mejor y están surgiendo biomarcadores clínicamente relevantes que podrían utilizarse junto con un biosensor para apoyar el diagnóstico en tiempo real de la sepsis. En este contexto, los microelectrodos tienen las ventajas analíticas de una reducción en la caída de iR, una mayor relación señal-ruido, cuantificación simplificada y la capacidad de medir en situaciones hidrodinámicas, como el torrente sanguíneo. En este estudio, se fabricaron arreglos de ocho (r = 25 µm) microelectrodos sobre sustratos de silicio con forma de aguja y se caracterizaron electroquímicamente para confirmar la producción exitosa del sensor y verificar si el comportamiento observado coincidía con la teoría establecida. Después de esto, los electrodos se funcionalizaron con un anticuerpo para la interleucina-6 (IL-6), que es una proteína involucrada en la respuesta inmune a la infección y cuyos niveles en la sangre aumentan durante la progresión de la sepsis. Los resultados muestran que IL-6 es detectable en niveles fisiológicamente relevantes (pg/mL) con tiempos de incubación tan cortos como 2.5 minutos. Se tomaron medidas de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y voltametría de pulso diferencial (DPV), y se concluyó que la DPV era la forma de medición más adecuada. En contraste con la opinión aceptada para los macroelectrodos de que la impedancia aumenta tras la unión del antígeno, informamos aquí de una disminución en la impedancia del microelectrodo al unirse. El pequeño tamaño de los dispositivos fabricados y su forma de aguja los hacen ideales tanto para pruebas en el punto de atención como para la inserción en vasos sanguíneos para el monitoreo continuo de la sepsis.