Avance muy importante en detección de bio-marcadores

Por fin, muestras de sangre sin agujas

By Mario Quiron
Un gran e importante avance en detección de bio-marcadores.
| Ciencia
Por fin, muestras de sangre sin agujas

Las muestras de sangre son muy importantes pues con ellas se detectan, aparte de los niveles normales o no de múltiples indicadores del funcionamiento del cuerpo, bio-marcadores de enfermedades: anticuerpos que indican una infección bacterial o viral o citoquinas que señalan enfermedades como la artritis o una sepsis peligrosa. Pero los pinchazos en las venas para tomar una muestra de sangre no son agradables. A muchas personas ni siquiera se las encuentran con facilidad y eso alarga y dificulta el proceso.

Esos bio-marcadores no están solo en la sangre. Se encuentran también en el líquido denso que rodea a nuestras células aunque en cantidades tan bajas que dificultan su detección.

Ingenieros en el McKelvey School of Engineering en la Universidad de Washington, han desarrollado un parche equipado con micro agujas que se puede aplicar a la piel y que realiza con muy alta sensibilidad un análisis clínico.

En enero de este año, publicaron un artículo en la revista científica Nature con los detalles técnicos de su invento: “Microneedle patch for the ultrasensitive quantification of protein biomarkers in interstitial fluid”.

La tecnología es barata y tan sencilla que permite que sea el propio paciente quien la use, eliminando así la ida a un centro médico para la toma de sangre.

Además del bajo costo y la facilidad de su uso, los parches tienen otra ventaja, no causan dolor alguno. Sus microagujas entran muy, pero muy poco profundo en la piel, ni siquiera llegan a tocar nervios sensoriales.

El Fluido Intersticial Dérmico (FID) es el líquido que rodea a las células de la piel, y es una fuente rica de bio-moléculas, desde neurotransmisores hasta desechos celulares.

Un método convencional para la captura de bio-marcadores en el FID consiste en tomarlo con un barrido de la piel. Pero la cantidad recolectada es baja. Es como ir a un concierto y atravesar la multitud para tratar de llegar cerca de los músicos. Capturar un bio-marcador en medio de la sopa del FID y luego identificarlo y cuantificarlo es muy difícil.agu00b

Uno de los desafíos consistió en obtener la cantidad y calidad suficiente de bio-marcadores para un buen análisis: eso lo pueden hacer las microagujas. Una vez el bio-marcador ha sido capturado, se identifica de la misma manera que en la sangre, usando coloración fluorescente.

Otra novedad en este parche es que los investigadores echaron mano de un elemento eficaz, un marcador nano, que emite una fluorescencia ultra brillante. Su emisión de luz es unas 1400 veces más intensa que cualquier otro marcador fluorescente.

“Un bio-marcador debía estar en el orden de unos pocos microgramos por mililitro de fluido”, dice Zheyu Wang, estudiante en el laboratorio y parte del equipo. Con el nuevo nanofluorescente, el grupo fue capaz de detectar la presencia del bio-marcador en el orden de los picogramos por mililitro. “Varios órdenes de magnitud más sensible”.

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Los alcances de esta tecnología son enormes en la medicina y en futuras investigaciones que la usen para ampliar sus campos. Es el maravilloso resultado de la fusión del uso de la nanociencia, la biomedicina y el ingenio de muchos investigadores. Ejemplos:

Con los parches se podrá monitorear las reacciones del sistema inmunitario en un lapso de tiempo. Esto es de especial importancia para los investigadores que están trabajando en las vacunas de la Covid-19 y necesitan saber si las personas están produciendo la cantidad adecuada de anticuerpos y por cuánto tiempo.

En una emergencia, cuando alguien con un fuerte dolor en el pecho es llevado al hospital en una ambulancia. se podrá aplicar el parche y en lugar de esperar a llegar, detectar la troponina, un biomarcador que indica un infarto del miocardio.

Para todas las personas con problemas médicos crónicos, que requieren un monitoreo regular, los parches con las microagujas pueden eliminar idas al hospital, ahorrándose tiempo, dinero y malestares.

En el laboratorio, el uso de esta tecnología podrá limitar el número de animales necesarios para las investigaciones. Los científicos requieren hacer mediciones sucesivas del fluido de bio-marcadores, por ejemplo cuando se está siguiendo una infección y eso hace necesario realizar estudios en animales.

Las candidatas actuales a las vacunas para la cocaína no duran por un tiempo largo y es necesario dar refuerzos frecuentes. Con el uso de los parches se podrá medir la cantidad de anticuerpos que la persona está produciendo sin necesidad de tomas continuas de sangre.

El equipo estudia el poder enviar los parches a lugares distantes y difíciles, ofreciendo opciones para mejorar el cuidado sanitario para quienes no tienen acceso a él.

Fuentes: Blog Cierta Ciencia, https://doi.org/10.1038/s41551-020-00672-y, Cienciaes, imágenes tomadas de internet


Mario Quiron

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