Fabricación y evaluación de un biosensor de ADN electroquímico para el diagnóstico rápido y costo-efectivo de tuberculosis

La tuberculosis (TB), causada por Mycobacterium tuberculosis (Mtb), persiste como una de las enfermedades infecciosas de mayor impacto en la salud pública mundial. En países como Perú, representa un desafío crítico debido a las limitaciones de los métodos diagnósticos convencionales. La baciloscopia, aunque específica, ofrece una sensibilidad limitada (50–60%), mientras que el cultivo bacteriano, considerado estándar de referencia, requiere entre 10 y 60 días para generar resultados. Estas limitaciones retrasan el inicio del tratamiento oportuno, incrementan el riesgo de transmisión y dificultan el control efectivo de la enfermedad. Los avances recientes en tecnologías diagnósticas apuntan hacia el desarrollo de biosensores electroquímicos capaces de detectar material genético de forma rápida, sensible y costo-efectiva. En este contexto, los biosensores de ADN electroquímicos ofrecen una alternativa prometedora, ya que permiten la detección específica de secuencias de M. tuberculosis, con tiempos de respuesta reducidos y la posibilidad de integración en dispositivos portátiles para su aplicación en entornos con recursos limitados. La hipótesis planteada en este proyecto es que el biosensor de ADN electroquímico basado en electrodos de óxido de estaño dopado con flúor (FTO) modificados demostrará ser un método diagnóstico molecular eficiente y preciso para la detección del ADN de Mycobacterium tuberculosis. La metodología es experimental y descriptivo-explicativa, orientada al desarrollo, caracterización y validación del biosensor en condiciones de laboratorio y campo. El proyecto se desarrollará en cuatro etapas: (1) caracterización del biosensor mediante modificación de electrodos FTO y análisis por técnicas electroquímicas y espectroscópicas; (2) inmovilización de sondas de ADN específicas para IS6110 y evaluación de su hibridación con ADN amplificado (PCR, RPA) y directo; (3) aplicación en 100 muestras clínicas de esputo, comparando con el método MODS para determinar sensibilidad y especificidad; y (4) validación en campo en el Hospital Regional Docente de Trujillo frente a métodos diagnósticos convencionales. El objetivo general del estudio es fabricar y evaluar un biosensor de ADN electroquímico que permita la detección rápida, sensible y costo-efectiva de M. tuberculosis en muestras clínicas, con potencial de implementación en entornos de bajos recursos. Los objetivos específicos: i. Preparar el biosensor electroquímico de ADN y realizar la caracterización electroquímica y superficial del electrodo; Evaluar la capacidad de detección del biosensor en muestras de ADN directo y amplificadas por PCR y RT-PA; Contrastar los resultados obtenidos con el biosensor en muestras de ADN directo y amplificadas por PCR y RT-PA, analizando la concordancia y evaluando la sensibilidad y especificidad con respecto a la técnica de cultivo MODS; Validar la efectividad del biosensor electroquímico en el diagnóstico de tuberculosis en el Hospital Nacional Regional Docente de Trujillo, Perú El resultado esperado es la obtención de un biosensor estandarizado y validado, capaz de superar las limitaciones de los métodos diagnósticos actuales. Además, se proyecta generar productos académicos y científicos, tales como artículos publicados en revistas indexadas, tesis de posgrado sustentadas y presentaciones en congresos especializados. El impacto esperado es múltiple. En el ámbito ambiental, contribuirá a reducir residuos biológicos y consumo de recursos asociados a diagnósticos prolongados. En el plano social, permitirá una detección más temprana y equitativa de la TB, mejorando la calidad de vida y el acceso a servicios de salud en comunidades vulnerables. Finalmente, en el ámbito económico, reducirá costos derivados de hospitalizaciones y tratamientos prolongados, al tiempo que fomentará el desarrollo de la biotecnología en el país mediante la implementación de tecnologías innovadoras aplicadas al diagnóstico de enfermedades infecciosas.