SAN DIEGO- Un equipo internacional de investigadores, entre ellos de la Universidad de California en San Diego, ha desarrollado un dispositivo portátil no invasivo que detecta biomarcadores de las enfermedades de Alzheimer y Parkinson y que transmite los resultados de manera inalámbrica a un ordenador portátil o un teléfono inteligente.
El equipo que probó el dispositivo en muestras in vitro de pacientes y demostró que es muy preciso planea analizar muestras de saliva y orina con el biosensor y usarlas para detectar biomarcadores de otras enfermedades.
Los detalles del prototipo se publican hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas).
"Este sistema de diagnóstico portátil permitiría hacer pruebas de detección de enfermedades neurodegenerativas en casa y en puntos de atención sanitaria, como clínicas y residencias de ancianos", asegura Ratnesh Lal, bioingeniero de la Universidad de California en San Diego y coautor del artículo.
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Actualmente, alrededor de 6.6 millones de estadounidenses padecen alzhéimer, según Alz.org, y se calcula que en 2030 habrá unos 130 millones de personas con demencia en el mundo.
Estas enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson, tienen métodos de detección invasivos (como punciones lumbares y pruebas de imagen, como la resonancia magnética) invasivos, lo que dificulta la detección precoz.
Una de las hipótesis, en la que se ha centrado Lal, es que la enfermedad de Alzheimer está causada por péptidos amiloides solubles que se unen en moléculas más grandes, que a su vez forman canales iónicos en el cerebro.
Lal quería desarrollar una prueba capaz de detectar los péptidos beta amiloide y tau (biomarcadores del Alzheimer) y las proteínas alfa sinucleína (biomarcador del Parkinson) de forma no invasiva, en la saliva y la orina.
El dispositivo es el resultado de sus tres décadas de experiencia, así como de su colaboración con investigadores de todo el mundo, incluidos los coautores de este trabajo de Texas y China.
Para hacer el dispositivo, Lal y sus colegas adaptaron uno desarrollado durante la pandemia que detectaba las proteínas espiga y nucleoproteína del virus vivo SARS-CoV-2 y cuyos detalles publicaron en Pnas.
Cómo funciona el dispositivo
El dispositivo consiste en un chip con un transistor de alta sensibilidad, comúnmente conocido como transistor de efecto de campo (FET).
Para este estudio, el equipo lo probó con proteínas amiloides derivadas del cerebro de pacientes fallecidos de Alzhéimer y Parkinson.
Los experimentos demostraron que los biosensores eran capaces de detectar los biomarcadores específicos de ambas enfermedades con gran precisión, al mismo nivel que los métodos más avanzados.
El dispositivo también funciona a concentraciones extremadamente bajas, lo que significa que necesita pequeñas cantidades para las muestras.
Además, las pruebas demostraron que el dispositivo funcionaba bien incluso cuando las muestras analizadas contenían otras proteínas.
Las proteínas tau eran más difíciles de detectar pero como el dispositivo analiza tres biomarcadores distintos, puede combinar los resultados de los tres para obtener un resultado global fiable. La tecnología ha sido licenciada por la Universidad de California en San Diego a la empresa biotecnológica Ampera Life.
Los próximos pasos incluyen analizar plasma sanguíneo y líquido cefalorraquídeo con el dispositivo y, por último, muestras de saliva y orina, unas pruebas que se realizarían en hospitales y residencias de ancianos.
Si las pruebas salen bien, en cinco o seis meses, Ampera Life solicitará la aprobación de la FDA para que el dispositivo esté a la venta el año que viene.
Equipo de desarrolladores del proyecto
Universidad de California en San Diego: Tyler A. Bodily, Anirudh Ramanathan, Abhijith Karkisaval, Armando Rami, Prachi Heda. M. Leite, Ratnesh Lal
Instituto de Tecnología de la Información de Microsistemas de Shanghai Shahong Wei, Yi WAng, Tie Li, Jianlong Zhao
Universidad de la Academia China de Ciencias Shahong Wei
Rama Médica de la Universidad de Texas, Galveston, Texas Nemil Bhatt, Cynthia Jerez, Md. Anzarul Haque
Universidad de Illinois Urbana-Champaign Sanjeev Kumar
