Parche portátil, primero en su tipo, detecta de forma inalámbrica proteína C reactiva en sudor
Actualizado el 28 Jun 2023
La mayoría de las enfermedades y trastornos humanos, desde la artritis hasta la fiebre Zika, se caracterizan por cierto grado de inflamación. Aunque la inflamación se asocia más comúnmente con síntomas como dolor, enrojecimiento e hinchazón, también está relacionada con una variedad de marcadores bioquímicos. Uno de esos marcadores es la proteína C reactiva (PCR), producida por el hígado. Dada su frecuente incidencia durante la inflamación, su presencia en el torrente sanguíneo es un fuerte indicio de un problema médico subyacente. Ahora, los científicos han desarrollado un sensor de piel portátil único que detecta de forma inalámbrica la PCR en el sudor humano. Este sensor podría simplificar el control de la salud para los pacientes y los proveedores de atención médica, eliminando la necesidad de análisis de sangre más intrusivos.
La detección de PCR es más desafiante en comparación con otras moléculas identificables a través de sensores de sudor, principalmente porque la PCR se encuentra en menores concentraciones en la sangre que otros biomarcadores. Esto se debe en gran parte al tamaño más grande de las moléculas de PCR, lo que hace que su secreción del torrente sanguíneo al sudor sea más difícil. Además, la detección sensible de PCR a menudo requiere pasos de laboratorio particulares que lavan las muestras para garantizar una detección consistente. El sensor de PCR creado por investigadores de Caltech (Pasadena, CA, EUA) se basa en grafeno grabado con láser, un material de carbono en forma de lámina. Esta estructura de grafeno alberga numerosos poros diminutos, creando así una gran superficie. Estos poros están infundidos con anticuerpos que se unen a la PCR y moléculas especiales (moléculas redox) capaces de producir una pequeña corriente eléctrica bajo condiciones específicas.
El sensor también incorpora nanopartículas de oro, cada una con un conjunto separado de anticuerpos de PCR (anticuerpos detectores). Cuando las moléculas de PCR ingresan al sensor a través del sudor, se adhieren tanto a los anticuerpos detectores de las nanopartículas de oro como a los anticuerpos del grafeno. Esta adhesión temporal de las nanopartículas al grafeno activa la molécula redox para crear una corriente eléctrica que puede ser medida por componentes electrónicos conectados al sensor. Dado que cada nanopartícula de oro lleva varios anticuerpos detectores, amplifica la débil señal que, de lo contrario, proporcionaría una sola molécula de PCR. Para tener en cuenta las variaciones individuales en las composiciones del sudor que podrían afectar la señal electroquímica del biosensor, el sensor también se diseñó para medir la concentración de iones, el pH del sudor y la temperatura de la piel. Este trabajo demuestra por primera vez que la PCR en el sudor se puede detectar con precisión y se correlaciona bien con su contraparte en la sangre, lo que tiene implicaciones tanto para el trabajo de laboratorio como para aplicaciones médicas prácticas.
"Esta es una plataforma general que nos permite monitorear moléculas de niveles extremadamente bajos en nuestros fluidos corporales. Esperamos ampliar esta plataforma para monitorear otras proteínas y moléculas hormonales clínicamente relevantes", dijo Wei Gao, cuyo laboratorio es responsable del desarrollo de un variedad de sensores de sudor portátiles, incluido este último. "También queremos ver si esto se puede usar para el manejo de enfermedades crónicas. La inflamación significa un riesgo para muchos pacientes. Si pudieran controlarse en casa, se podría identificar su riesgo y se les podría dar un tratamiento oportuno".
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