Detectar la insuficiencia cardíaca en la saliva
La insuficiencia cardíaca es una de las principales causas de muerte en todo el mundo y resulta especialmente mortal en las personas que no tienen un acceso rápido a centros médicos. Teniendo en mente esto, unos investigadores se han propuesto llevar los exámenes para detectar la insuficiencia cardíaca del laboratorio a los hogares. Su prototipo de biosensor electroquímico de diagnóstico inmediato, que se asemeja a una prueba de flujo lateral transparente para la COVID-19, puede medir las concentraciones de dos biomarcadores de insuficiencia cardíaca en tan solo 15 minutos con solo una gota de saliva.
La innovación es obra del equipo de Trey Pittman, de la Universidad Estatal de Colorado en Estados Unidos.
“Nuestro dispositivo sería ideal para las personas con un alto riesgo de insuficiencia cardíaca, pero con acceso limitado a un hospital o a un laboratorio centralizado”, explica Pittman. “Trabajar en este proyecto para abordar las disparidades sanitarias en áreas rurales o de bajos recursos realmente me toca de cerca porque soy de Misisipi, donde existe una de las tasas de mortalidad más altas por insuficiencia cardíaca en Estados Unidos”, confiesa.
La insuficiencia cardíaca se debe a que el músculo cardíaco debilitado no puede bombear suficiente sangre oxigenada por el cuerpo. El método de referencia actual para el examen de la insuficiencia cardíaca es un análisis de sangre que realiza un profesional sanitario dos veces al año, el cual mide las concentraciones del péptido natriurético de tipo B (BNP), una proteína que indica que el corazón está trabajando demasiado.
Sin embargo, los nuevos avances en los dispositivos de diagnóstico inmediato pueden igualar el acceso a la atención médica con sencillas pruebas de saliva en el hogar. Esta prueba de detección de la insuficiencia cardíaca puede ser realizada por una persona para controlar el estado de salud cada pocas semanas en lugar de cada seis meses, tal como sugiere Pittman. Hasta ahora, el uso generalizado de pruebas de saliva portátiles para la salud del corazón se ha visto limitado por las complicadas técnicas de fabricación y la falta de datos relevantes más allá de la presencia o la ausencia de un solo biomarcador.
Pittman y sus colegas asumieron estos retos y obtuvieron resultados prometedores con un prototipo de biosensor intuitivo y de bajo coste, que denominan inmunoanálisis electroquímico capilar (eCaDI). El grupo de Charles Henry de la Universidad Estatal de Colorado combinó dos de sus innovaciones anteriores para crear la plataforma de análisis portátil: un dispositivo de microfluidos de saliva y un biosensor para las proteínas de los biomarcadores galectina-3 y S100A7. El grupo de la colaboradora Chamindie Punyadeera en la Universidad Griffith en Australia cuantificó las concentraciones de galectina-3 y S100A7 en la saliva que se correlacionaron con los resultados de la insuficiencia cardíaca.
El eCaDI de la insuficiencia cardíaca consta de cinco capas: tres capas de plástico transparente y flexible unidas a otras capas de adhesivo de doble cara.
La capa superior de plástico tiene pequeños orificios perforados para cargar la muestra de saliva. La capa de plástico central tiene canales cortados por láser con cuadrados de papel absorbente en el extremo que extraen la saliva del lugar de carga a través de los canales. Entre las capas externas de plástico se encuentran almohadillas de reactivo de fibra de vidrio que contienen compuestos que reaccionan con la saliva y miden la galectina-3 y la S100A7 cuando se aplica una corriente eléctrica al dispositivo. La capa inferior de plástico tiene una pantalla de electrodos de tinta de carbono impresa en la superficie. Dos electrodos, alimentados por diminutas pinzas cableadas de una fuente externa llamada potenciostato, impulsan la reacción química que se produce en las almohadillas de reactivo.
“Los dispositivos son muy fáciles de armar”, dice Pittman. “En unos 20 o 30 minutos, podemos hacer cinco”. El eCaDI es de un solo uso y los investigadores calculan que cada uno cuesta unos 3 dólares. El potenciostato, una pequeña fuente de energía reutilizable, se vende por alrededor de 20 dólares.
En las demostraciones, los investigadores enriquecieron muestras de saliva humana normalizadas con concentraciones de los dos biomarcadores que indicarían la insuficiencia cardíaca. Los resultados mostraron que el eCaDI detectaba con exactitud las cantidades de galectina-3 y S100A7 en la saliva. “Estas demostraciones son un primer paso hacia un sensor electroquímico sólido y no invasivo para biomarcadores de insuficiencia cardíaca”, explica Pittman. En su siguiente paso, el equipo evaluará los eCaDI en la Universidad de Griffith en ensayos de investigación en personas sanas y con insuficiencia cardíaca.
“Este trabajo puede proporcionar un punto de partida para nuevas plataformas de análisis de saliva orientados a detectar otras enfermedades”, comparte Pittman. “Es una tecnología que creo que podría terminar ayudando a muchas personas, especialmente a las personas desatendidas, a llevar vidas más largas y saludables”.
Esta investigación, titulada “Development of a microfluidic electrochemical biosensor for heart failure biomarkers in saliva”, se ha hecho pública en un congreso reciente de la ACS (American Chemical Society). (Fuente: ACS)
