Parche con sensor portátil monitorea continuamente antibiótico de 'última línea de defensa' con menos dolor que extracción de sangre

Desde el primer uso de la penicilina en 1928, las bacterias han evolucionado continuamente, encontrando formas de resistir o evadir por completo los efectos de los antibióticos. Sin embargo, los profesionales médicos todavía tienen una reserva de antibióticos de uso poco frecuente que actúan contra estas cepas de bacterias resistentes. Ahora, un equipo de investigadores ha combinado su investigación anterior sobre microagujas indoloras con sensores a nanoescala para desarrollar un parche portátil que puede monitorear continuamente los niveles de uno de esos antibióticos.

Los investigadores de los Laboratorios Nacionales Sandia (Albuquerque, NM, EUA) se han centrado en un antibiótico llamado vancomicina, que se considera un tratamiento de último recurso para tratar infecciones bacterianas graves. La monitorización continua es crucial para la vancomicina, ya que tiene un rango estrecho dentro del cual puede matar bacterias sin dañar al paciente. El equipo utilizó sensores conocidos como aptámeros, que son cadenas de ADN que presentan un conector de superficie en un extremo y una sustancia química sensible a la electricidad en el otro. Cuando estas cadenas de ADN se unen a la vancomicina, cambian de forma, acercando la sustancia química sensible a la electricidad a la superficie del oro, provocando un cambio detectable en la corriente eléctrica. Cuando hay una reducción en la concentración de vancomicina, parte del ADN recupera su forma original, lo que también se detecta eléctricamente.

Después de construir estos sensores de microagujas, los investigadores primero probaron su capacidad para detectar vancomicina en una solución salina, simulando las condiciones dentro del cuerpo humano. Una vez confirmado, realizaron pruebas en un medio mucho más complejo: sangre pura de vaca, donde el sistema siguió siendo eficaz. Posteriormente, realizaron experimentos insertando el parche sensor en la piel de cerdo varias veces para examinar tanto la señal electrónica como su capacidad para detectar vancomicina. Tras los exitosos resultados, ahora pretenden probar completamente el sistema de parche sensor en humanos u otros animales.

En el futuro, se podría emplear una configuración similar que utilice diferentes aptámeros de ADN para monitorear las citocinas (pequeñas proteínas que transmiten señales dentro del cuerpo) y otras moléculas cuyos niveles fluctúan durante las infecciones. Esta tecnología podría permitir diagnósticos más rápidos e incluso ayudar en el triaje de emergencias. El equipo también ha estado investigando elementos potenciales en la sangre y la piel que podrían obstaculizar la precisión del sensor. Descubrieron que el fibrinógeno, una proteína vital para la coagulación de la sangre, puede interferir con las señales del sensor.

"Esta es una gran aplicación porque requiere un control estricto", afirmó Philip Miller, ingeniero biomédico de Sandia que asesoró en el proyecto. “En un entorno clínico, lo que sucedería es que un médico controlaría al paciente cada hora y solicitaría una medición de vancomicina en sangre en un solo momento. Alguien vendría a extraer sangre, la enviaría a la clínica y obtendría una respuesta más tarde. Nuestro sistema es una forma de abordar ese retraso”.

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Laboratorios Nacionales Sandia