Con el objetivo de reducir la tasa de mortalidad por sepsis en más de un 70%, un equipo de científicos europeos ha desarrollado un detector de microarray que utiliza una diminuta muestra de sangre para producir resultados en menos de 30 minutos. Las técnicas actuales para detectar la sepsis pueden tardar horas o incluso días en producir los resultados y el diagnóstico.

Programado para detectar proteínas y E. coli, una de las bacterias mortales que pueden hacer que el cuerpo humano entre en shock séptico, el detector utiliza entonces la luz para buscar biomarcadores específicos (los signos reveladores o un indicador de una enfermedad) que son tan pequeños como unos pocos nanómetros de tamaño.

El detector rápido de microarrays examina una pequeña muestra de sangre tomada del pulgar o del índice. A continuación, la muestra de sangre del paciente se separa en una centrifugadora para que un clínico pueda examinar el plasma, la parte de la muestra de sangre en la que se encuentran todas las proteínas.

«La lectura óptica de la muestra puede completarse en un minuto, lo que nos permite ofrecer resultados en 30 minutos de principio a fin», afirma el coordinador del proyecto, Roland Terborg. «Esto es mucho más rápido que los métodos utilizados actualmente. En una enfermedad como la sepsis, en la que el tiempo es crucial, este dispositivo parece destinado a evitar miles de muertes al año que podrían haberse evitado fácilmente».

Desarrollado por el proyecto «Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis» (RAIS), el proyecto fue coordinado por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO; Barcelona, España) y es un caso de éxito para la Photonics Public Private Partnership.

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El detector de sepsis utiliza la fotónica para realizar un diagnóstico claro y preciso. La muestra de plasma fluye sobre una micromatriz, una colección de puntos diminutos que contienen anticuerpos específicos en un portaobjetos de oro nanoestructurado. A continuación, dos haces de luz atraviesan toda la micromatriz; uno de ellos atraviesa la muestra, mientras que el otro atraviesa la parte transparente del portaobjetos, actuando como referencia. Los haces que atraviesan el biomarcador y las regiones claras del portaobjetos se comprueban para ver si hay cambios en la intensidad.

«Dependiendo de la cantidad y el tipo de biomarcador unido a cada anticuerpo, obtenemos una imagen única: un patrón de firma, si se quiere», explica Terborg. «Los patrones de imagen nos indican lo que está presente en la muestra de plasma, que luego registramos con un sensor CMOS -la misma tecnología utilizada en una cámara digital que convierte la luz en electrones-»

La detección rápida de la sepsis podría ahorrar al sistema sanitario varias decenas de miles de millones de euros al año debido a la disminución de las estancias en el hospital, y a la reducción del uso de medicamentos innecesarios y de los costes de seguro asociados. El dispositivo también podría ampliarse para realizar en otros tipos de cribado de enfermedades o múltiples diagnósticos simultáneos, especialmente aquellos que requieren una detección rápida de un gran número de objetivos bioquímicos (más de 1 millón) en un solo microarray.

Los ensayos preclínicos ya han comenzado en el Hospital Universitario Vall d’Hebron (también en Barcelona), donde el dispositivo está en funcionamiento desde 2018. Se espera que los ensayos clínicos tengan lugar a finales de 2019.

Para más información, visite photonics21.org.