7 de septiembre de 2015

Objetivo: reducir el tiempo para diagnosticar infecciones

MADRID, 7 Sep. (EUROPA PRESS) -

Un nuevo dispositivo de diagnóstico creado por un equipo de colaboración de ingenieros y científicos de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos, puede reducir significativamente la cantidad de tiempo necesario para diagnosticar infecciones de tejidos.

Cuando un paciente llega a un hospital con una infección grave, los médicos tienen muy pocos minutos para hacer un diagnóstico preciso y prescribir el tratamiento. La capacidad de los médicos para actuar rápida y correctamente no sólo marca una diferencia en el resultado del paciente, determina si la infección se disemina a otros enfermos en el hospital e, incluso, puede contribuir al desarrollo de bacterias resistentes a los medicamentos.

Este nuevo dispositivo de diagnóstico puede reducir significativamente la cantidad de tiempo necesario para diagnosticar infecciones de tejidos. El nuevo enfoque del dispositivo para el diagnóstico molecular, llamado DOTS qPCR, es más rápido, más eficiente y menos costoso que las alternativas que actualmente se utilizan en las clínicas, subrayan los autores en un artículo que se publica en la edición digital de 'Science Advances'.

"Hemos desarrollado un tipo completamente diferente de sistema que lo que existe fuera en el mercado", afirma Dustin Harshman, exestudiante graduado en el Programa Interdisciplinario de Posgrado de Ingeniería Biomédica y en la actualidad científico de 'Ventana Medical Systems', en Tucson, Arizona, Estados Unidos. "Queremos que los médicos obtengan información de diagnóstico más rápido y prescriban mejores terapias iniciales", añade.

Los agentes patógenos y las enfermedades infecciosas se detectan típicamente usando una técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa o PCR. El método implica calentar y enfriar rápidamente las moléculas de ADN de una muestra biológica en un proceso llamado ciclo térmico, lo que da como resultado la amplificación del ADN diana en millones e incluso miles de millones de copias.

Los científicos y los médicos pueden utilizar las copias para identificar el tipo de patógeno que causa la infección. El problema es que la mayoría de las pruebas de PCR pueden tardar hasta una hora o más y la ventana de toma de decisiones de un médico es generalmente de menos de diez minutos.

"Con DOTS qPCR somos capaces de detectar la amplificación e identificar la infección después de tan sólo cuatro ciclos térmicos, mientras que otros métodos están trabajando con entre 18 y 30", afirma Jeong-Yeol Yoon, profesor en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biosistemas de la Universidad de Arizona. "Podemos obtener la muestra en tan sólo 3 minutos y 30 segundos", destaca.

DOTS qPCR se basa en la medición de sutiles cambios de tensión superficial en la interfaz de una gota de agua en suspensión en un medio de aceite. La gota de agua, que contiene el ADN diana a amplificar, se mueve a lo largo de un gradiente de calor en el aceite para comenzar la reacción en cadena.

A medida que se producen más copias del ADN diana, se mueven hacia la interfaz aceite-agua, dando lugar a cambios medibles en la tensión superficial. Sorprendentemente, el tamaño de la gotita se puede medir empleando una cámara de un smartphone, proporcionando un método para observar el curso de la reacción en tiempo real.

"Lo interesante de la forma en que nos acercamos a esto es que hemos desarrollado un profundo conocimiento de lo que está sucediendo a nivel molecular en nuestro sistema", afirma Harshman, que inicialmente tuvo problemas para determinar cómo supervisar el curso de la reacción. "Ese tipo de comprensión nos dio la capacidad de averiguar por qué estaba fallando y luego aprovechar ese fracaso como una ventaja para crear un método completamente nuevo", añade.

Además de los tiempos de diagnóstico mucho más rápidos, el sistema no requiere muestras que estén completamente libres de otros contaminantes, lo que puede ahorrar un tiempo valioso para la preparación de muestras para la prueba, según los autores. "El sistema sigue funcionando con muestras relativamente sucias --dice Yoon--. Podemos usar un procesamiento muy mínimo y todavía hacer la detección en poco tiempo".

Yoon hace hincapié en que la estrategia DOTS qPCR es barata en comparación con sus homólogas, que emplean métodos costosos y requieren mucho tiempo de pruebas que implican la detección de fluorescencia, láseres y cámaras oscuras. "Esta tecnología tiene un gran potencial comercial y estaría feliz de trabajar con la industria para llevarlo al mercado", adelanta Yoon.

DOTS qPCR también tiene importantes aplicaciones en la investigación biológica, donde la PCR es una herramienta indispensable utilizada en el estudio de todo, desde la enfermedad hereditaria al árbol evolutivo. En última instancia, Harshman y Yoon esperan que la tecnología transforme las operaciones de las salas de emergencia, donde el ahorro de tiempo hasta el diagnóstico se traduce en salvamento de vidas.