Las pruebas de aliento para detectar enfermedades son una tecnología emergente. La mayoría de los diseños aún se encuentran en fase experimental y emplean diferentes enfoques para detectar diversas afecciones, como ciertos tipos de cáncer, infecciones intestinales y virus como el COVID-19.Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son valiosos indicadores de salud, …
Las pruebas de aliento para detectar enfermedades son una tecnología emergente. La mayoría de los diseños aún se encuentran en fase experimental y emplean diferentes enfoques para detectar diversas afecciones, como ciertos tipos de cáncer, infecciones intestinales y virus como el COVID-19.
Los
compuestos orgánicos volátiles (COV) son valiosos indicadores de salud, y los
biomarcadores del aliento ofrecen diagnósticos rápidos y específicos para cada
enfermedad, sin embargo, la detección de estos biomarcadores requiere
instrumentos de laboratorio que no están disponibles en la mayoría de los
consultorios médicos.
Al respecto,
investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) (EEUU) han
desarrollado una prueba para detectar compuestos relacionados con enfermedades
a través del aliento del paciente. Esta nueva prueba podría permitir diagnosticar, rápidamente, patologías como la neumonía, según el estudio publicado en la revista ‘Nano Letters’.
En concreto, el equipo del MIT ha demostrado que puede detectar biomarcadores de neumonía en el aliento a concentraciones extremadamente bajas utilizando una nueva prueba de aliento portátil a escala de chip, a la que han denominado «PlasmoSniff».
La nueva prueba de aliento consiste en un sensor portátil del tamaño de un chip que atrapa y detecta compuestos sintéticos, o «biomarcadores», de enfermedades, los cuales se adhieren inicialmente a nanopartículas inhalables. Estos biomarcadores actúan como diminutas etiquetas que solo pueden desbloquearse y separarse de la nanopartícula mediante una clave muy específica, como una enzima relacionada con la enfermedad.
En la práctica, «prevemos que un paciente inhalaría nanopartículas y, en unos 10 minutos, exhalaría un biomarcador sintético que informaría sobre el estado de sus pulmones», según explicó Aditya Garg, investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT. «Nuestra nueva tecnología PlasmoSniff permitiría detectar estos biomarcadores exhalados en cuestión de minutos en el punto de atención».
El nuevo sensor del equipo está diseñado para atrapar biomarcadores específicos y potenciar su señal vibracional. El núcleo del sensor está formado por una fina película de oro, sobre la cual los investigadores suspendieron una capa de nanopartículas de oro. Estas nanopartículas están recubiertas con una capa de sílice porosa, lo que genera un espacio de 5 nanómetros entre las nanopartículas y la película de oro. La sílice está modificada para unirse fuertemente a las moléculas de agua. El hidrógeno del agua, a su vez, puede unirse a los biomarcadores específicos. Si algún biomarcador atraviesa el espacio del sensor, se adhiere a las moléculas de agua como si se tratara de un velcro.
En definitiva, esta nueva prueba podría agilizar el diagnóstico de neumonía y otras afecciones pulmonares. En lugar de someterse a una radiografía de tórax o esperar horas por los resultados de un análisis de laboratorio, un paciente podría, en un futuro, realizar una prueba de aliento y obtener un diagnóstico en cuestión de minutos.
«Nuestro próximo objetivo es contar con un sistema de recolección de aliento, como una mascarilla en la que se pueda respirar. El paciente usaría primero un inhalador para el asma, por ejemplo, para inhalar las nanopartículas. Luego, respiraría a través del sensor de la mascarilla durante cinco minutos. Posteriormente, podríamos integrar un espectrómetro Raman portátil para detectar cualquier biomarcador exhalado en cuestión de minutos», concluyó el prof. Garg.