BioVIBA: Biosensores optomecánicos para la caracterización de virus y bacterias

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Eduardo Gil Santos es un científico experimental especializado en el desarrollo de biosensores. En 2007, comenzó su trayectoria investigadora en el Instituto de Microelectrónica de Madrid (CSIC), en el Laboratorio de Bionanomecánica, financiado por la beca nacional “JAE-Predoc”. Se doctoró en Física por la Universidad Autónoma de Madrid en 2012, con la máxima calificación cum laude. Su tesis trató sobre el desarrollo de sensores micro y nano-mecánicos. En 2010, realizó una estancia en la Universidad Técnica de Dinamarca adquiriendo experiencia en microfabricación. En 2013, se unió al Laboratorio de Materiales y Fenómenos Cuánticos (Universidad Paris Diderot, Francia) gracias a una beca internacional “Research in Paris”. Allí desarrolló su propia línea de investigación focalizada en el desarrollo de sensores optomecánicos. Se convirtió en un experto en optomecánica, así como en micro y nanofabricación. En 2016, regresó al Laboratorio de Bionanomecánica, en el Instituto de Micro y Nanotecnología (antes llamado Instituto de Microelectrónica de Madrid), gracias a las becas europeas Marie Sklodowska-Curie Actions. Desde el 1 de febrero de 2019 es investigador ComFuturo en dicho instituto, donde desarrolla su proyecto “Biosensores optomecánicos para la caracterización de virus y bacterias”.

Resumen del Proyecto

Las enfermedades infecciosas provocan el 25% de las muertes en el mundo, siendo la principal causa de mortalidad infantil. Estos datos son aún más abrumadores en los países subdesarrollados. La identificación temprana de los patógenos (virus o bacterias) que causan una infección, es fundamental para proporcionar al paciente el tratamiento más efectivo lo antes posible. Además, conocer el tratamiento adecuado para cada patógeno es primordial tanto para el paciente, como para evitar que los patógenos desarrollen resistencias y que la efectividad de los medicamentos disminuya.

En la actualidad, es esencial desarrollar tecnologías capaces de identificar estos patógenos de manera más rápida, fácil y efectiva, permitiendo su detección incluso en las primeras etapas de la infección, cuando la concentración de los patógenos es extremadamente baja. Además, sería ideal que esta tecnología permitiese estudiar la respuesta de estos patógenos a diferentes fármacos, lo cual permitiría desarrollar tratamientos más específicos y eficientes en menos tiempo.

El proyecto BioVIBA propone la aplicación de sensores basados en resonadores optomecánicos para enfrentar este desafío. Estos dispositivos poseen excelentes propiedades tanto ópticas como mecánicas, con las que prometen revolucionar el campo de los biosensores. BioVIBA dará lugar a la primera demostración práctica de este tipo de dispositivos como biosensores.

Mediante el uso de resonadores optomecánicos, se detectarán e identificarán diferentes virus y bacterias, caracterizando sus propiedades ópticas y mecánicas con una resolución sin precedentes. El objetivo más ambicioso del proyecto será medir los cambios de estas propiedades mientras que se aplican diferentes fármacos, permitiendo conocer cómo actúan, y determinando su eficacia. La tecnología desarrollada durante el proyecto permitirá identificar los patógenos causantes de una infección en sus primeras etapas y desarrollar nuevos fármacos que actúen de manera más específica para cada patógeno.

Aplicación:  Las enfermedades infecciosas causan 1 de cada 4 muertes en el mundo. Las técnicas de identificación de los virus o bacterias que provocan estas infecciones requieren demasiado tiempo. A veces, el tratamiento aplicado no detiene la infección, e incluso empeora la situación del paciente. El proyecto desarrollará sensores que identifiquen, a través de sus propiedades ópticas y mecánicas, estos patógenos en menos de una hora. Además, los dispositivos permitirán desarrollar fármacos más efectivos.

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Producción científica derivada del Proyecto ComFuturo

 

Artículos científicos 

  • A. Martin Pérez; D. Ramos Vega; E. Gil-Santos; S. García-López, M. López Yubero; P. Monteiro Kosaka; A. San Paulo; J. Tamayo De Miguel; M. Calleja Gómez (2019). Mechano-optical analysis of single cells with transparent microcapillary resonators. ACS SENSORS. DOI:10.1021/acssensors.9b02038. Portada de la revista

 

Trabajos presentados en congresos

  •  E. Gil-Santos; J. J. Ruz; O. Malvar; D. Ramos; S. García-López; P. Kosaka; A. Lemaitre; I. Favero; M. Calleja; J. Tamayo. Optomechanical microdisks for biological sensing. Fall Meeting Materials Research Society 2019 (MRS 2019). Presentación oral. Boston, EEUU. 01/12/2019-06/12/2019

 

  • E. Gil-Santos; J. J. Ruz; O. Malvar; D. Ramos; S. García-López; P. Kosaka; A. Lemaitre; I. Favero; M. Calleja; J. Tamayo. Optomechanical biosensors. Trends in Nanotechnology 2019 (TNT 2019). Presentación oral. San Sebastián, España. 30/09/2019-04/10/2019

 

  • E. Gil-Santos; J. J. Ruz; O. Malvar; D. Ramos; S. García-López; P. Kosaka; A. Lemaitre; I. Favero; M. Calleja; J. Tamayo. Optomechanical microdisks for biological sensing. International Workshop on Nanomechanical Sensors 2019 (NMC 2019). Póster. Lausana, Suiza 19/06/2019-21/06/2019