Los pacientes que acuden al médico para obtener una muestra de sangre generalmente se enfrentan a una aguja y una jeringa y esperan horas o días para recibir los resultados del laboratorio.
Los investigadores de la Universidad de Colorado Boulder esperan cambiar eso con un nuevo sistema de diagnóstico portátil basado en voz capaz de proporcionar resultados precisos en una hora con solo un pinchazo de sangre en el dedo.
El equipo describió el sistema en un nuevo artículo publicado el 16 de octubre en la revista. “El avance de la ciencia”.
“Hemos desarrollado una tecnología que es muy fácil de usar, se puede implementar en una variedad de entornos y proporciona información de diagnóstico valiosa en un corto período de tiempo”, dijo el autor principal White Shields, profesor asistente en el Departamento de Química y Química de la universidad. La ingeniería biológica se puede hacer.” de Boulder, Colorado.
Los hallazgos se producen mientras los científicos se apresuran a democratizar las pruebas de diagnóstico, a las que puede resultar difícil acceder para las personas en zonas rurales o países en desarrollo y, en el caso de los análisis de sangre, pueden resultar intimidantes para quienes odian las agujas.
Aunque las pruebas rápidas actuales, como las pruebas de COVID o las pruebas de embarazo, pueden proporcionar un rápido “sí” o “no” sobre si un biomarcador específico está presente en la sangre o en la orina, por lo general no pueden decir cuánto y no son sensibles. Una cantidad muy pequeña es suficiente para detectarlo.
Mientras tanto, el estándar de oro para los análisis de sangre clínicos es altamente sensible y puede detectar biomarcadores raros o raros, pero requiere equipos costosos y técnicas complejas, y los pacientes pueden tardar días en recibir los resultados.
Los autores reconocen que ha habido escepticismo en el campo de la biodetección desde la caída de la empresa de análisis de sangre Theranos Inc., que prometió detectar cientos de biomarcadores a partir de una sola gota de sangre en 2015. Dijo que su invento funciona de manera diferente y, a diferencia de la startup ahora desaparecida, se basa en experimentos sistemáticos e investigaciones revisadas por pares.
“Aunque lo que afirman hacer aún no es posible, muchos investigadores esperan que algún día sea posible”, dijo el autor principal Cooper Thome, candidato a doctorado en el departamento. “Este trabajo podría ser un paso hacia ese objetivo, pero respaldado por ciencia a la que cualquiera puede acceder”.
Evaluación acústica
Shields y Thome se propusieron desarrollar una herramienta que fuera a la vez sensible, altamente portátil y fácil de usar.
Sus ingredientes secretos: partículas diminutas que llaman partículas de “contraste acústico negativo funcional” (fNACP) y un dispositivo de mano hecho a medida o “pipeta acústica” que envía ondas sonoras a las muestras de sangre del interior.
Thom diseñó fNACP (esencialmente pelotas de goma con forma de células) para personalizarlas con recubrimientos funcionales para que puedan reconocer y capturar un biomarcador designado, como un virus o una proteína infecciosos. Las partículas también responden de manera diferente a la presión de las ondas sonoras que las células sanguíneas. Acoustic Pipette utiliza esta respuesta única.
“Básicamente estamos usando ondas sonoras para separar las partículas lo suficientemente rápido como para separarlas de un fluido muy delgado”, dijo Thom. “Esta es una forma completamente nueva de medir biomarcadores sanguíneos”.
Cuando se coloca una pequeña cantidad de sangre mezclada con partículas personalizadas dentro de una pipeta, las ondas sonoras conducen las partículas hacia un lado de una cámara donde quedan atrapadas en el interior mientras el resto de la sangre escapa.
Los biomarcadores restantes, adheridos a las partículas, se etiquetan luego con etiquetas fluorescentes y se golpean con un láser para determinar la cantidad presente.
Todo esto sucede en menos de 70 minutos en un dispositivo que cabe en la palma de una mano.
“En nuestro artículo, demostramos que este sistema de pipeta y partículas puede ofrecer la misma sensibilidad y especificidad que una prueba clínica estándar, pero dentro de un dispositivo que tiene un flujo de trabajo que es más flexible”, dijo Shields. más fácil”, dijo Shields. “Esto nos da la capacidad de diagnosticar la sangre al lado de la cama del paciente”.
Esto puede ser particularmente útil para evaluar no sólo si un paciente tiene una enfermedad infecciosa, sino también cuál es su carga viral y qué tan rápido está aumentando. El dispositivo también podría desempeñar un papel en la medición de anticuerpos para determinar si alguien necesita una vacuna de refuerzo, realizar pruebas de alergias o detectar proteínas asociadas con ciertos cánceres.
El estudio es una prueba de concepto y se necesita más investigación antes de que el dispositivo pueda comercializarse. Los autores han solicitado una patente y están explorando formas de hacer que la tecnología funcione para varios pacientes al mismo tiempo o probar múltiples biomarcadores simultáneamente.
“Creemos que tiene mucho potencial para abordar algunos de los desafíos de larga data que surgen al tomar una muestra de sangre de un paciente, llevarla al laboratorio y esperar a que lleguen los resultados”, afirmó Shields.
