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Por Ana Maria Pertierra
Electroforesis capilar: una técnica versátil en el campo de la bioquímica
Su aplicación se extiende desde el análisis de iones inorgánicos hasta grandes biomoléculas. Se puede utilizar en estudios de diagnóstico clínico, biología molecular, medicina forense, contaminación ambiental, alimentos, biofarmacéuticos, entre otros.

• Prof. Dra. Nora Vizioli, bioquímica presidente del comité organizador de LACE 2012

Del 30 de noviembre al 4 de diciembre de 2012 tendrá lugar en la ciudad de Buenos Aires el 18º Simposio Latinoamericano en Aplicaciones de la Electroforesis Capilar y Tecnología del Microchip en Biotecnología, Biomedicina, Biofarmacia e Industria, LACE 2012. Este evento que año tras año congrega a especialistas de reconocido prestigio de todo el mundo se propone acercar los últimos avances tecnológicos en microseparaciones en electroforesis capilar y tecnología de microchips.

FABAINFORMA dialogó con la doctora Nora Vizioli, profesora adjunta de la cátedra de Química Analítica de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA y presidente del comité organizador del simposio. Bioquímica e investigadora adjunta del Conicet, Vizioli, que actualmente investiga en el desarrollo de nanopartículas de síntesis orgánica para optimizar la separación de aminoácidos y péptidos, comentó las ventajas de estas tecnologías que se aplican a un amplio campo de los análisis.
“La electroforesis capilar es una metodología muy eficaz para la separación de sustancias que se basa en la migración de moléculas cargadas en un campo eléctrico que se movilizan en un medio líquido de acuerdo a su relación carga/masa”. Lo ventajoso de esta técnica –señala Vizioli– es el corto tiempo de análisis, del orden de minutos, la gran resolución de la separación que la convierten en una alternativa muy específica, y la escasa cantidad de muestra requerida, del orden de los nanolitros. “Es una técnica muy sensible porque detecta cantidades muy pequeñas de sustancias del orden de picogramos”, agregó.
El desarrollo de esta tecnología en los últimos 30 años ha permitido optimizarla de tal forma que mediante un simple capilar construido con sílica y que tiene de 50 a 100 micrómetros de diámetro y 20 a 50 centímetros de longitud al que se le adosan sofisticados detectores se logra aislar y valorar sustancias que ese encuentran en un orden de magnitud de nano y fentomolar.
Tan es así que se pueden identificar y estimar iones y proteínas en fluidos de tan diverso origen como suero, plasma, líquidos de punción, lágrimas, saliva, hemoglobinas, exudados, lisados de tejidos, y una amplia gama de productos alimentarios y biofarmacéuticos, entre otros. Asimismo, la electroforesis capilar ha contribuido en el campo de la genómica humana y en la medicina forense.
Si bien los equipos más sofisticados que tienen adosados detectores de masa se utilizan por lo general con fines de investigación, también se los puede ver en laboratorios de aplicación clínica porque “hay técnicas que ya están muy puestas a punto y en el mercado se encuentran kits comerciales que lo hacen accesible al laboratorio clínico” aclaró Vizioli.
Esta tecnología es de crucial importancia en áreas de la biología molecular y la genómica. De hecho, en el proyecto genoma humano mediante el cual se descifró el número de bases del ADN el secuenciador utilizado estuvo construido sobre la base de varios capilares en serie llenos de un gel soporte donde se lograron separar los ácidos nucleicos. Así fue que se pudo obtener una gran cantidad de información en muy poco tiempo: cien millones de pares de bases en un año. Sin embargo, esta tecnología no es excluyente de las áreas de investigación y resulta de gran utilidad en la práctica clínica.
“La aplicación de electroforesis capilar en el laboratorio clínico para la realización de los proteinogramas en muestras de suero es muy conveniente por ser una técnica de muy buena reproducibilidad para hacer diagnósticos precisos”, comentó la bioquímica y –agregó– también puede detectar la presencia de ciertas proteínas en la orina, indicadoras de determinadas patologías, que no se puede realizar por otros métodos.

Fundamento de la técnica

El fundamento del equipo es básicamente –comenta Vizioli–: una fuente de poder de 30.000 Volts, un sistema de refrigeración por circulación de aire ya que se trabaja con un capilar sumamente delgado. Es importante tener una celda de lectura que se hace sobre el mismo capilar. El capilar tiene un calibre interno estándar que puede ir desde 50 a 75 micrones pero pueden tener de 10 a 100 micrones. Y el calibre externo puede llegar a los 350 micrones. Estos capilares de sílica dejan pasar la luz ultravioleta y visible a distintas longitudes de onda, generando por arreglos de diodos, los espectros para la identificación de los compuestos separados.

“La aplicación de electroforesis capilar en el laboratorio clínico para la realización de los proteinogramas en muestras de suero es muy conveniente por ser una técnica de muy buena reproducibilidad para hacer diagnósticos precisos”, comentó la bioquímica y –agregó– también puede detectar la presencia de ciertas proteínas en la orina, indicadoras de determinadas patologías, que no se puede realizar por otros métodos.

“La eficiencia de la separación se debe al flujo que se genera dentro del capilar o flujo electrosmótico que da un frente plano al líquido que se mueve dentro del capilar. La detección se hace sobre la misma columna mediante un detector, una fibra óptica que mediante luz utravioleta o visible y filtros que seleccionan la longitud de onda o bien equipos más complejos permiten un espectro más completo con diodos. Todo detector viene con un colector de datos y hay programas sencillos que procesarlos”.
Si bien están muy desarrollados los equipos comerciales automatizados, Vizioli aclaró que “ a veces se requiere el cambio de alguna variable para evaluar alguna situación particular del proceso y eso depende de la competencia del profesional”.

Más ventajas

Además de ser un excelente método de separación de gran sensibilidad y exactitud es una metodología económica y amigable con el medio ambiente. “El corto tiempo de análisis, una separación más específica da como resultado una gran cantidad de platos teóricos. Permite obtener picos más eficientes. Logra separar sustancias que los métodos convencionales no logran. Tiene un bajo consumo de reactivos en comparación con otras técnicas de separación lo que la hace una técnica económica desde el punto de vista operativo ya que la inversión en los equipos se va amortizando con el uso”, explica Vizioli.
Esta metodología comparada con la cromatografía líquida de alta performance (HPLC, por sus siglas del inglés) es más simple y rápida y además elimina el problema de manipular volúmenes considerables de solventes tóxicos porque emplea soluciones acuosas, en su gran mayoría con muy baja concentración iónica en volúmenes que están en el orden de los nanolitros.
Además, la técnica admite trabajar sobre distinto tipo de muestras tales como orina, suero, alimentos, aguas, entre otros. “Cuando la muestra es muy compleja requiere de un tratamiento previo que la purifique pero la cantidad de muestra es sumamente pequeña del orden de los nanolitros”. La técnica se aplica a soluciones, y tiene una característica muy valorada: alta reproducibilidad con un desvío estándar relativo del tiempo de migración menor al 0.5%. “Es una técnica tan sensible que se aplica para realizar los controles de ciertos productos farmacéuticos, como por ejemplo la eritropoyetina recombinante”, ejemplificó Vizioli.
La electroforesis capilar es una técnica que nació a principios de los ’80 y que ha evolucionado mucho en los últimos años. Y si bien requiere de un entrenamiento que puede adquirirse mediante cursos de posgrado en universidades y centros especializados, en Argentina ya existen 80 centros equipados distribuidos en todo el país principalmente en las provincias de Mendoza, San Luis, Córdoba, Santa Fe y Buenos Aires.

Un encuentro con especialistas

Este próximo simposio de especialistas, que tendrá lugar en el Hotel NH City & Tower en la ciudad de Buenos Aires, contará con la presencia de invitados extranjeros de destacada trayectoria, entre ellos los doctores Norberto Guzmán (EEUU), Ángel Ríos (España), Alberto Scarpa (España), Herbert Lindner (Austria), entre otros. Este evento pretende acercar los últimos avances de esta tecnología y de sus aplicaciones concretas en áreas del laboratorio clínico, de biología molecular, medicina forense, alimentos y hasta programas epidemiológicos, así como también las metodologías más avanzadas, los microchips, que estudian interacciones y separaciones químicas y bioquímicas en forma miniaturizada que logran separaciones a mucho menor escala y en un tiempo de análisis de segundos.
Vizioli reconoció la gran expectativa generada por este encuentro científico que aspira a congregar a asistentes de Brasil, Chile, Uruguay, Colombia, México y Venezuela, y Argentina, entre otros. Y –añadió– que con el propósito de fomentar el contacto entre profesionales y científicos de América Latina y de otras partes del mundo, este evento será la tercera vez que se realiza en Argentina donde “los impulsores y pioneros en el tema han sido la doctora Clyde Carducci, (ex profesora titular de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA) y el doctor Juan Miguel Castagnino (actual director de la revista Acta Bioquímica Latinoamericana)”.
También van a participar en el encuentro las tres empresas que comercializan equipos, reactivos, y microchips.
El evento científico cuenta con el auspicio de las Universidades Nacionales de Buenos Aires, Cuyo, Litoral, San Luis, La Plata, así como del Instituto Nacional de Vitivinicultura, entre otras instituciones.