Captar en el aliento enfermedades infecciosas y hasta genéticas

En un futuro quizá no muy lejano, una nueva tecnología nos permitirá inhalar un sensor y luego expulsar en el aliento un gas volátil que informará sobre el estado de nuestros pulmones o sobre si los medicamentos que estamos tomando funcionan. Ya se ha dado el primer paso en esta línea de investigación y desarrollo.

Utilizando nanopartículas especializadas, unos científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han desarrollado una forma de monitorizar algunas enfermedades analizando el aliento exhalado por el paciente.

Sangeeta Bhatia, Leslie Chan, Melodi Anahtar, Ta-Hsuan Ong, Kelsey Hern y Roderick Kunz comprobaron, mediante experimentos con ratones, que es factible utilizar este sistema para vigilar la neumonía bacteriana, así como un trastorno genético de los pulmones llamado deficiencia de alfa-1 antitripsina.

Durante varios años, el laboratorio de Bhatia ha estado trabajando en sensores hechos a base de nanopartículas que pueden ser utilizados como "biomarcadores sintéticos". Estos marcadores son péptidos que el cuerpo no produce de manera natural pero que son liberados por las nanopartículas cuando se encuentran con proteínas llamadas proteasas.

Los péptidos que cubren las nanopartículas pueden ser personalizados para que en ellos actúen diferentes proteasas que están vinculadas a diversas enfermedades. Si un péptido de la nanopartícula se topa con ciertas proteasas del cuerpo del paciente, es excretado más tarde en la orina, donde puede ser detectado con una tira de papel similar a una prueba de embarazo. Bhatia ha desarrollado este tipo de prueba de orina para la neumonía, el cáncer de ovario, el cáncer de pulmón y otras enfermedades.

Los ingenieros del MIT han diseñado sensores a base de nanopartículas que pueden “oler” diversas enfermedades en el aliento de los pacientes. (Imagen: Cygny Malvar)

Más recientemente, se centró en el desarrollo de biomarcadores que pudieran ser detectados en el aliento en vez de en la orina. Esto permitiría obtener los resultados de las pruebas más rápidamente, y también evita la posible dificultad de tener que adquirir una muestra de orina de pacientes que podrían estar deshidratados.

Bhatia y sus colegas se dieron cuenta de que modificando químicamente los péptidos adheridos a las nanopartículas sintéticas, podían permitir que las partículas liberaran gases llamados hidrofluoroaminas, que podrían ser exhalados en el aliento. Los investigadores unieron moléculas volátiles al extremo de los péptidos de tal manera que cuando las proteasas se topan con los péptidos, se liberan en el aire como un gas. Bhatia y su equipo idearon un método para detectar el gas de la respiración utilizando la espectrometría de masas.

Se necesitará investigar más la seguridad del método antes de que pueda utilizarse en humanos, pero en el estudio con ratones no se observaron signos de toxicidad en los pulmones. (Fuente: NCYT de Amazings)