Boletín
Nº 186 - Mayo 2018
Un sensor que se podrá tragar para
detectar enfermedades digestivas
Investigadores del MIT han desarrollado un dispositivo equipado con
bacterias modificadas genéticamente que se ingiere y es capaz de rastrear
hemorragias en el estómago y otros problemas gastrointestinales en zonas de
difícil acceso. El prototipo, que ha sido probado en cerdos, permite ver
SINC | | 24 mayo 2018
20:00
El sensor es cilíndrico y mide 3,8 centímetros de longitud.
Se ha probado en cerdos y ahora los investigadores están trabajando en la
reducción del tamaño para su futuro uso en humanos. / Lillie
Paquette / MIT
Un dispositivo que se puede tragar podrá detectar la
presencia de moléculas responsables de enfermedades del aparato digestivo en
zonas a las que es difícil llegar con los sistemas de diagnóstico actuales. El
prototipo ha sido desarrollado por investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) y
sus resultados han sido presentados en el último número de la revista Science.
Los autores
han ensayado en cerdos este sensor, que tiene forma de cilindro y mide 3,8
centímetros de longitud. Ahora están trabajando para reducir el tamaño para las
futuras pruebas con humanos.
Cuadro de datos
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El dispositivo detecta
las moléculas responsables de enfermedades digestivas en zonas a las que
es difícil llegar con los métodos actuales
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Según explica, Phillip Nadeau, uno de los autores, "el nuevo sistema está
equipado con bacterias modificadas genéticamente con objeto de diagnosticar
hemorragias en el estómago y otros problemas gastrointestinales".
En el
desarrollo se ha realizado un enfoque de ‘bacteria en un chip’. Este concepto
combina sensores hechos de células vivas con componentes electrónicos de muy
baja potencia, que convierte la respuesta bacteriana en una señal inalámbrica
que se puede leer en un teléfono inteligente en tiempo real.
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La biología sintética ha logrado en la última década grandes
avances en la ingeniería de bacterias para responder a estímulos como
contaminantes ambientales o marcadores de enfermedades. Estas bacterias pueden
diseñarse para producir señales como la luz cuando detectan el estímulo
objetivo, pero generalmente se requieren equipos de laboratorio especializados
para medir esta respuesta.
Para conseguir aplicaciones más útiles y sencillas de estas
bacterias, el equipo del MIT decidió combinarlas con un chip electrónico que
pudiera traducir la respuesta bacteriana en una señal inalámbrica.
"Nuestra idea fue empaquetar células bacterianas dentro del
dispositivo", dice Nadeau. "Las células
quedan atrapadas y viajan con el sensor mientras pasa por el estómago".
En su demostración inicial, los científicos se centraron en
la hemorragia en el tracto gastrointestinal en cerdos. Diseñaron una cepa probiótica de E. coli para
expresar un circuito genético que hace que las bacterias emitan luz cuando se
encuentran con el hemo, un componente de la sangre.
Android para analizar los datos
Para ello, colocaron las bacterias en cuatro pozos del
sensor, cubierto por una membrana semipermeable que permite que las pequeñas
moléculas del entorno se difundan a través de ellas. Debajo de cada pozo se
sitúa un fototransistor que puede medir la cantidad de luz producida por las
células bacterianas y transmitir la información a un microprocesador que envía
una señal inalámbrica a un ordenador o a un móvil. Además, construyeron una
aplicación de Android que se puede utilizar para analizar los datos.
El sensor cilíndrico requiere aproximadamente 13 microvatios de potencia. Está equipado con una batería de
2,7 voltios, que, según los investigadores, podría alimentar el dispositivo
durante aproximadamente un mes y medio de uso continuo. También podría ser mantenido
por una célula voltaica sostenida por fluidos ácidos en el estómago, usando una
tecnología que Nadeau y Anantha
Chandrakasan -otro de los autores- desarrollaron
previamente.
Cuando los científicos probaron el sensor ingerible en cerdos demostraron que podía determinar
correctamente si había sangre en el estómago. Según Nadeau,
este dispositivo podría implementarse para un solo uso o para permanecer en el
tracto digestivo durante varios días o semanas, enviando señales continuas.
Actualmente, si se sospecha que los pacientes están
sangrando por una úlcera gástrica, deben someterse a una endoscopia para
diagnosticar el problema, que a menudo requiere sedación.
Eludir pruebas innecesarias
La finalidad del nuevo procedimiento, señalan los
investigadores, "es eludir pruebas innecesarias, ya que el diagnóstico podría
realizarse con solo ingerir la cápsula y, en un período relativamente corto
de tiempo, se sabría si hay o no hemorragia".
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Cuadro de datos
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Podría
implementarse para un solo uso o permanecer en el tracto digestivo
durante varios días o semanas, enviando señales continuas
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Para su utilización en pacientes, los autores están
estudiando -además de la reducción del tamaño del sensor- su posible uso en
otras afecciones gastrointestinales aparte de las hemorragias.
En este sentido, han adaptado sensores para detectar otras
dos moléculas, aunque aún no los han probado en animales. Uno de ellos detecta
un ion que contiene azufre llamado tiosulfato, relacionado con la inflamación,
que podría usarse para controlar a los pacientes con enfermedad de Crohn y
otras afecciones inflamatorias. El otro rastrea una molécula de señalización
bacteriana llamada AHL y puede servir como marcador de infecciones
gastrointestinales.
Zona geográfica: Norteamérica
Fuente:SINC
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