La idea de visitar el consultorio del médico con síntomas de una enfermedad y salir con un diagnóstico confirmado científicamente está mucho más cerca de la realidad debido a la nueva tecnología desarrollada por investigadores de la Universidad McMaster, Ontario, Canadá.
Los investigadores de ingeniería, bioquímica y médicos de todo el campus han combinado sus habilidades para crear una prueba rápida manual para infecciones bacterianas que puede producir resultados precisos y confiables en menos de una hora, eliminando la necesidad de enviar muestras a un laboratorio.
Antecedentes
La investigación, publicada en la revista Nature Chemistry, describe específicamente la efectividad de la prueba para diagnosticar infecciones del tracto urinario a partir de muestras clínicas reales. Los investigadores están adaptando la prueba para detectar otras formas de bacterias y para el diagnóstico rápido de virus, incluido el COVID-19. También planean probar su viabilidad para detectar marcadores de cáncer.
“Significa que los pacientes pueden obtener un mejor tratamiento, resultados más rápidos y evitar complicaciones graves. También puede evitar el uso innecesario de antibióticos, algo que puede ganar tiempo en la batalla contra la resistencia a los antimicrobianos“, explica Leyla Soleymani, coautora del artículo y profesora asociado de ingeniería física.
“Esto les dará a los médicos la ciencia para respaldar lo que ya sospechan en función de sus habilidades y experiencia“, declaró otro de los autores de la investigación, Yingfu Li, profesor de bioquímica y ciencias biomédicas.
Resultado de la colaboración en medicina, tecnología de ingeniería electroquímica y tecnología bioquímica
La nueva tecnología basada en ADN utiliza un dispositivo de mano similar a un monitor de glucosa en sangre. Un microchip analiza una gota de fluido corporal como sangre, orina o saliva, utilizando moléculas que pueden detectar la firma de proteína específica de una infección. El dispositivo, del tamaño de una memoria USB, se conecta a un teléfono inteligente, en donde se muestra el resultado.
La invención es el resultado de unir la tecnología de ingeniería electroquímica desarrollada por Soleymani y su equipo con tecnología bioquímica desarrollada por Li y su colega Dingran Chang. Quienes a su vez, trabajaron con el clínico de enfermedades infecciosas Marek Smeija, profesor de medicina que proporcionó muestras de pacientes reales, y con Todd Hoare, profesor de ingeniería química.
“Como científicos, queremos habilitar las cosas“, comenta Li, “Conocemos diferentes principios científicos y de ingeniería, y cuando los combinas para ayudar a las personas, es un sentimiento especial. Tener la oportunidad de impactar a la sociedad es la razón por la que todos hacen este trabajo“.
Actualmente en la práctica se requiere el envío de muestras a los laboratorios para su cultivo, un proceso que puede llevar días. Ofrecer resultados inmediatos a los pacientes puede reducir la propagación de infecciones; mejorar la calidad de vida de los pacientes; y reducir la carga de trabajo de los médicos.
Puede ayudar a combatir el creciente problema de la resistencia a los antimicrobianos
La nueva tecnología puede distinguir cepas de la misma bacteria que pueden tratarse con antibióticos, de otras que son resistentes, una diferencia que resulta fundamental y que puede ayudar a combatir el creciente problema de la resistencia a los antimicrobianos o RAM.
“Los médicos identificaron los retrasos en los resultados de las pruebas, como un problema que debía resolverse“, menciona Soleymani, que ocupa la cátedra de investigación de Canadá en dispositivos biomédicos miniaturizados. “Queríamos construir un sistema que pudiera brindar la mayor cantidad de información posible al médico en el transcurso de la primera visita del paciente“.
Los investigadores están probando una adaptación de la misma tecnología para el virus que causa COVID-19, utilizando muestras de una clínica de Hamilton.
“Esta tecnología es muy versátil y estamos muy cerca de usarla para las pruebas de COVID-19“, dice Li, quien también es miembro del Instituto Michael Groote de Investigación de Enfermedades Infecciosas de McMaster.
Trabajando en aprobaciones regulatorias
Los investigadores están explorando las aprobaciones regulatorias y las asociaciones de la industria para que la tecnología se use ampliamente lo más rápido posible, no solo en Canadá, sino en todo el mundo, especialmente en lugares en donde el acceso a las pruebas de laboratorio puede ser limitado o inexistente.
“Creo que esta tecnología es un paso hacia la democratización del diagnóstico y manejo de enfermedades“, afirma la autora principal del estudio, Richa Pandey, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Soleymani. “Esta es una tecnología que puede ir a cualquier parte del mundo donde se necesiten pruebas“.
Referencias
- Pandey, R., Chang, D., Smieja, M. et al. Integrating programmable DNAzymes with electrical readout for rapid and culture-free bacterial detection using a handheld platform. Nat. Chem. (2021). https://doi.org/10.1038/s41557-021-00718-x
