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Un dispositivo portátil diagnostica la fibrosis quística en la piel de los recién nacidos en tiempo real

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Science · 09 abril 2021 08:00


  • Adhesivo para la detección de la fibrosis quística.

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Northwestern (Estados Unidos) ha desarrollado un novedoso adhesivo que absorbe el sudor de la piel de los recién nacidos y cambia de color para proporcionar un diagnóstico preciso y fácil de leer de la fibrosis quística en cuestión de minutos, según publican en Science Translational Medicine.

Aunque la medición de los niveles de cloruro en el sudor para diagnosticar la fibrosis quística es algo habitual, este adhesivo, suave y flexible, que se coloca en la piel, ofrece un marcado contraste con las tecnologías de diagnóstico actuales, que requieren un dispositivo rígido, voluminoso y sujeto a la muñeca para recoger el sudor.

Tras desarrollar el adhesivo, los investigadores lo validaron en ensayos clínicos piloto con pacientes de fibrosis quística y voluntarios sanos en el Centro de Fibrosis Quística del Hospital Infantil Ann & Robert H. Lurie, de Chicago. El adhesivo mostró un mayor rendimiento en el volumen de sudor recogido y una precisión equivalente a la de las plataformas tradicionales.

Al adherirse suavemente a la piel, el adhesivo de un milímetro de grosor entra en contacto directo pero suave sin necesidad de adhesivos agresivos. Esto no solo hace que sea más cómodo e imperceptible para el usuario, sino que este acoplamiento íntimo también permite que el adhesivo recoja un 33 por ciento más sudor que los métodos clínicos actuales. La alta tasa de recogida garantiza que una prueba recogerá de forma consistente una muestra lo suficientemente grande como para proporcionar un resultado preciso.

El adhesivo también lleva incorporados sensores colorimétricos que detectan, miden y analizan la concentración de cloruro en tiempo real mediante la cámara de un teléfono inteligente, lo que evita la necesidad de utilizar costosos equipos de laboratorio y tiempos de espera. Esto abre la posibilidad de realizar las pruebas fuera de los hospitales en el ámbito doméstico, lo que podría suponer una mayor comodidad para los padres de zonas rurales o de bajos recursos que no tienen acceso a centros clínicos con herramientas de diagnóstico especializadas.

John A. Rogers, catedrático de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ingeniería Biomédica y Cirugía Neurológica en la Escuela de Ingeniería McCormick y la Escuela de Medicina Feinberg, dirigió el desarrollo del dispositivo.

La fibrosis quística afecta a unas 70.000 personas en todo el mundo. Su evolución depende del diagnóstico precoz. Como la enfermedad ataca al sistema digestivo, los pacientes pueden sufrir una grave desnutrición si no reciben tratamiento poco después de nacer.

Todos los recién nacidos son sometidos a una prueba de detección de la fibrosis quística en los primeros días de vida mediante un pinchazo en el talón. Si esa prueba es anormal, los pediatras solicitan una prueba del sudor para confirmar el diagnóstico. Durante la prueba del sudor, el recién nacido debe llevar un dispositivo duro sujeto a la muñeca durante un máximo de 30 minutos.

A veces, los neonatos más pequeños tienen problemas para producir suficiente sudor para la prueba. Otras veces, el dispositivo de recogida de sudor, suelto y mal ajustado, no puede recoger una muestra suficientemente grande. En estos casos, se debe repetir la prueba más adelante, lo que provoca ansiedad y retrasa el tratamiento.

"Algunos padres traen a su hijos para que le hagan la prueba y los envían a casa sin un resultado confirmado porque el dispositivo no pudo recoger suficiente sudor -explica la coautora del estudio, Susanna McColley-. Se van a casa, sin saber si su hijo tiene una enfermedad grave o no, y aún no puede empezar el tratamiento".

En 2016 el laboratorio Rogers presentó un sensor flexible para la piel que podía recoger y analizar el sudor en tiempo real para controlar la salud. Tras leer el artículo, los autores del nuevo estudio vieron al instante el potencial del nuevo dispositivo para la fibrosis quística.

"Muchos laboratorios se encontraron con problemas causados por los métodos de recolección actuales, por lo que esto es un foco frecuente de los esfuerzos de mejora de la calidad -apunta Shannon Haymond, coautora del estudio-. Pensé que los sensores cutáneos flexibles podrían simplificar el proceso y mejorar los resultados de la recolección. Y como los adhesivos de sudor son desechables y están diseñados para un solo uso, tienen la ventaja añadida de prevenir las infecciones".

"El dispositivo utiliza una red de canales microfluídicos para recoger el sudor directamente de la piel y dirigirlo a las cámaras para que reaccione con reactivos químicos -explica Tyler Ray, primer autor del artículo-. Esos reactivos provocan un cambio de color que se correlaciona con el nivel de concentración de cloruro. Al recoger y analizar el sudor en el punto de recogida, podemos hacer un diagnóstico más temprano. Esto es crucial para prevenir complicaciones graves y mejorar los resultados de los pacientes a largo plazo".

El equipo cree que su adhesivo para el sudor podría utilizarse para hacer un seguimiento rutinario de la salud a largo plazo de los pacientes con fibrosis quística y medir cómo responden al tratamiento. Si el adhesivo detecta un cambio en los niveles de cloruro, por ejemplo, podría informar al médico sobre su plan de tratamiento.

"Como este dispositivo no tiene ataduras, pensamos utilizarlo más allá de los entornos clínicos", afirma el coautor del estudio, Roozbeh Ghaffari-. A la luz de estas nuevas capacidades y de una mayor validación clínica, los pacientes con fibrosis quística que reciben tratamiento podrían algún día utilizar la pegatina para el sudor en casa para hacer un seguimiento de sus síntomas y niveles de hidratación durante la vida diaria".

Referencia: Sci Transl Med. 2021 Mar 31;13(587):eabd8109. doi: 10.1126/scitranslmed.abd8109

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