Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (Estados Unidos) han desarrollado un novedoso sensor basado en microfluidos que puede detectar un biomarcador precoz de la sepsis y así ayudar a diagnosticarla en cuestión de minutos.
Recientemente se han encontrado biomarcadores de proteínas en sangre que son indicadores tempranos de sepsis. Un candidato prometedor es la interleucina 6 (IL-6), una proteína producida en respuesta a la inflamación. En los pacientes con sepsis, los niveles de IL-6 pueden aumentar horas antes de que empiecen a aparecer otros síntomas. Pero incluso a estos niveles elevados, la concentración de esta proteína en sangre es demasiado baja en general para que los dispositivos de ensayo tradicionales la detecten rápidamente.
En un artículo presentado en la 41 Conferencia de Ingeniería en Medicina y Biología, que se ha celebrado en Berlín (Alemania), los investigadores del MIT describen un sistema basado en microfluidos que detecta automáticamente niveles clínicamente significativos de IL-6 para el diagnóstico de la sepsis en unos 25 minutos, utilizando sangre de un simple pinchazo en el dedo.
“Para una enf
ermedad aguda como la sepsis, que progresa muy rápidamente y puede poner en peligro la vida, es útil tener un sistema que mida rápidamente estos biomarcadores no abundantes. También se puede monitorizar frecuentemente la enfermedad a medida que progresa”, explica el primer autor, Dan Wu.
Los ensayos tradicionales que detectan biomarcadores de proteínas son máquinas voluminosas y costosas relegadas a laboratorios que requieren alrededor de un mililitro de sangre y producen resultados en horas. En los últimos años se han desarrollado sistemas portátiles que utilizan microlitros de sangre para obtener resultados similares en unos 30 minutos.
Pero estos sistemas pueden ser muy costosos, ya que la mayoría utilizan componentes ópticos caros para detectar los biomarcadores. También capturan solo un pequeño número de proteínas, muchas de las cuales se encuentran entre las más abundantes en la sangre. En su trabajo, los investigadores querían reducir los componentes del ensayo magnético basado en microesferas, que a menudo se usa en los laboratorios, a un dispositivo automatizado de microfluidos que mide aproximadamente varios centímetros cuadrados.
Su nuevo sensor utiliza alrededor de 5 microlitros de sangre, lo que equivale aproximadamente a una cuarta parte del volumen de sangre extraída de un pinchazo en el dedo y a una fracción de los 100 microlitros necesarios para detectar biomarcadores de proteínas en ensayos de laboratorio. El dispositivo captura concentraciones de IL-6 tan bajas como 16 picogramos por mililitro, que están por debajo de las concentraciones que evidencian la sepsis, lo que significa que el dispositivo es lo suficientemente sensible como para proporcionar una detección clínicamente relevante.
El diseño actual tiene ocho canales microfluídicos separados para medir tantos biomarcadores diferentes o muestras de sangre en paralelo. Se pueden utilizar diferentes anticuerpos y enzimas en canales separados para detectar diferentes biomarcadores, o se pueden utilizar diferentes anticuerpos en el mismo canal para detectar varios biomarcadores simultáneamente.