Crean dispositivo para el diagnóstico rápido de enfermedades infecciosas
El dispositivo fue diseñado para detectar trastornos infecciosos como el mal de Chagas de forma rápida para facilitar el diagnóstico en poblaciones aisladas o de bajos recursos. Esta tecnología puede utilizarse tanto en salud humana como en sanidad animal
Nanopoc dispositivo diseñado para detectar trastornos infecciosos
El mal de Chagas, la brucelosis y el síndrome urémico hemolítico, son enfermedades infecciosas que afectan a las poblaciones más aisladas del país. La falta de capacidades para la detección de estas afecciones en comunidades alejadas de los centros de salud, empeora las consecuencias de las enfermedades y complica su tratamiento. Solo en el caso del Chagas, se estima que la población expuesta supera las 7.000.000 de personas.
Ante esta problemática, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Argentina, financió el desarrollo de un prototipo de detección de enfermedades infecciosas que permite realizar el diagnóstico en el lugar en solo quince minutos.
El dispositivo, diseñado por investigadores del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), es portátil y fácil de manejar y puede usarse tanto para el diagnóstico en humanos como en animales. Además será de bajo costo para que pueda ser utilizado en hospitales o centros de atención primaria de escasos recursos económicos.
Foto:El equipo autor del producto
En la actualidad, el método de detección de enfermedades infecciosas como el mal de Chagas, brucelosis, síndrome urémico hemolítico, entre otras, consiste en el análisis de una muestra de sangre en un centro especializado para que el diagnóstico se obtenga con rapidez y el tratamiento tenga resultados favorables. Las comunidades aisladas de las grandes ciudades que no cuentan con hospitales cercanos o centros de salud con los equipamientos necesarios, se ven obligados a enviar las muestras a centros de salud lejanos lo que genera demoras en la identificación de la afección.
Según Carlos Moina, doctor en química del INTI y director del proyecto “es muy distinto tomar una muestra de sangre en algún paraje perdido en Santiago del Estero y llevarlo a un centro de referencia en la provincia de Buenos Aires o en Córdoba, a hacer esa misma determinación en el momento, en el lugar. La idea es que pueda haber un dispositivo hasta en los centros de atención primaria más aislados”.
El dispositivo permite también el seguimiento de la enfermedad, como el caso de los bebés que nacen de madres chagásicas que “durante la etapa aguda en que la enfermedad es curable se le suministra al bebé medicación que tiene muchos efectos colaterales. Al no poder controlar periódicamente el estado de la enfermedad, prolongan el tratamiento en el tiempo cuando no es necesario”, señala Moina.
El funcionamiento de la plataforma de diagnóstico se basa en la formación del complejo antígeno-anticuerpo y la generación de una señal eléctrica mediante un proceso de transducción electroquímica. El dispositivo posee los antígenos, es decir, las proteínas específicas de cada enfermedad, que fueron movilizadas en nanopartículas magnéticas que al ponerse en contacto con el suero o la sangre de la persona o animal en cuestión, detecta la presencia o no de anticuerpos.
El aparato puede ser controlado y alimentado a través de conexión USB o corriente de línea. En poco tiempo se probará la posibilidad de recargar el aparato con celdas solares para que pueda utilizarse en aquellas poblaciones alejadas de la red de tendido eléctricos.
Este dispositivo se desarrolló a partir de un trabajo interdisciplinario, mediante la conformación de un consorcio público-privado constituido por el Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIB-CONICET) de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), el INTI y tres empresas biotecnológicas, combinando la nanotecnología, electroquímica, bioquímica, electrónica y diseño industrial.
En cuanto a la detección de enfermedades en animales, este dispositivo permite detectar la enfermedad no solo en el ganado por medio de una muestra de sangre sino también a través de la leche. De esta manera, se puede llevar un mejor control sobre los tambos evitando la toma de una muestra de sangre.
En la actualidad, el prototipo se encuentra en etapa de validación, mediante la prueba de más de 300 mil sueros y la autorización de los organismos reguladores: la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT) y el Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA). Luego de esta primera instancia de validación, el INTI firmaría un convenio con la Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud «Dr. Carlos G. Malbran» (ANLIS) para que los dispositivos también sean validados con su uso en determinados centros de salud de comunidades aisladas de las grandes ciudades de nuestro país.
Desarrollo argentino
El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva financió el desarrollo de una Plataforma de nanosensores y bionanoinsumos para diagnóstico in-situ, también llamado “point-of-care” (POC), de enfermedades infecciosas a través de un subsidio de $13.045.155. Este proyecto significó la conformación de un consorcio público- privado integrado por el Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), Agropharma Salud Animal S.A.; Biochemiq S.A.; AADEE S.A. El valor del dispositivo rondará los 1.000 dólares y podrá producirse luego de establecer un convenio asociativo entre las empresas participantes del consorcio que producen los insumos y la empresa electrónica que se encarga del armado del aparato. El dispositivo para diagnóstico rápido de enfermedades infecciosas en el lugar permitirá a las autoridades competentes actuar de forma efectiva frente a brotes epidémicos en nuestro país.
Enfermedades infecciosas
El mal de Chagas es una enfermedad causada por un parásito llamado Trypanosoma cruzi, que puede vivir en la sangre y en los tejidos de personas y animales o en el tubo digestivo de unos insectos conocidos como vinchucas o chinches. La forma más frecuente de contagio es a través de la picadura de la vinchuca infectada con dicho parásito provocando fiebre, diarrea y cansancio. En Argentina habría 7.300.000 personas expuestas, 1.600.000 infectadas y más de 300.000 afectadas por cardiopatías de origen chagásico.
La brucelosis es una enfermedad bacteriana que afecta a animales mamíferos y al hombre y se transmite a través del consumo de alimentos contaminados, como leche y quesos no pasteurizados; la inhalación de aerosoles infectantes y también por contacto con las secreciones de los animales. Entre sus síntomas se destaca: fiebre intermitente o irregular de duración variable, dolor de cabeza, debilidad, sudoración, escalofríos, adelgazamiento y dolores generalizados.
El Síndrome Urémico Hemolítico (SUH) es una enfermedad causada por grupo de bacterias llamadas Escherichia coli y afecta a niños de entre 6 meses a 5 años provocando insuficiencia renal, anemia y alteraciones neurológicas. En la mayoría de los casos, la enfermedad se manifiesta por el consumo de carne mal cocida portadora de la bacteria. En nuestro país existen más de 300 casos por año.
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Desde que terminó la secundaria, Laura Malatto tiene al INTI como segundo hogar. Gracias a su promedio en el Otto Krause ingresó con una beca en el instituto, con apenas 18 años. Actualmente, entre los proyectos en los que participa está el Detector de Enfermedades Infecciosas NanoPOC, un ejemplo de investigación aplicada impulsado por el INTI.
Se trata de un dispositivo desarrollado a partir de un trabajo interdisciplinario, gracias a la conformación de un consorcio público-privado constituido por el Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIB) de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), el INTI, dos empresas biotecnológicas y una electrónica, combinando la nanotecnología, electroquímica, biología molecular, microelectrónica y diseño industrial.
Trabajar con distintos lenguajes
«Desde chica me gustó la cuestión técnica, la mecánica de las cosas. Al terminar la secundaria me decidí por estudiar Ingeniería Aeronáutica», explicó Laura. «Siempre me motivó saber cómo funcionan las cosas, por qué, y desarmarlas«.
En el INTI se integró con un grupo de electrónicos y comenzando la década de los 90 se vio rodeada de computadoras y modernos laboratorios electrónicos. «Fue fantástico», recuerda. «Más allá de que me gustaba la aeronáutica, me atrapó todo lo que era diseño computarizado y las comunicaciones… se empezaba a hablar de los emails. Muchos grupos del INTI se comunicaban internacionalmente por carta, pero en nuestro equipo teníamos el mailing electrónico».
«Acá cada uno aporta su mirada sobre cómo resolver un problema, cómo desmembrar una situación. Uno tiene que aprender a trabajar con distintos lenguajes: no es lo mismo una matriz para un biólogo que para un físico o un aeronáutico. Cuando trabajamos en un proyecto interdisciplinario, poder entendernos con un lenguaje en común no es poca cosa».
– ¿Cómo nació el NanoPOC?
– Venimos de una experiencia importante, de varios años, en lo que es electrónica con tecnología de película gruesa, serigrafía, para hacer sensores de distintos tipos: de fuerza, presión, para detectar humedad o rocío, para temperaturas, gases. En esto teníamos mucha experiencia, sobre todo en variables físicas y químicas, pero no en las biológicas. Y sabíamos que este era un campo muy fuerte, en el que podía haber nichos para nuestra región, de poder detectar enfermedades huérfanas, aquellas en las que los países desarrollados no tienen interés. Entonces trabajamos en conjunto con otros grupos del INTI: qué hacemos nosotros y qué podemos hacer en conjunto, qué enfermedades podríamos detectar, como podríamos medir.
– ¿Y la idea cómo nació?
– Acá siempre vamos por más, ¿en dónde tenemos que estar dentro de 5… 10 años? Esa discusión es permanente, como en cualquier grupo de desarrollo tecnológico y de investigación aplicada. Nos lo preguntamos día a día, en las charlas de café, en las reuniones de grupo y cuando nos juntamos los fines de semana (muchos somos amigos). Es una búsqueda constante, y en donde estábamos trabajando habíamos llegado a un estadío, y queríamos hacer un salto. Vamos por más, por lo biológico. Fue entonces que nos asociamos al IIB. Vimos que existe una gran cantidad de enfermedades que no se pueden detectar en pocos minutos sino en días, como por ejemplo el dengue. Cuando fue el brote del dengue, hace unos años, se colapsó parte del sistema sanitario argentino.
Todas las muestras tenían que ir a un único laboratorio en Pergamino, que pasó de recibir algunas muestras por mes a cientas por día. Hay que resolver esto y acercar un diagnóstico rápido y descentralizado, que la muestra no tenga que ser enviada a otro lugar. Si tiene que ser enviada a un lugar a 2.000 km., ida y vuelta, son varios días y mientras la persona no está recibiendo su tratamiento.
– ¿Cómo producen un sensor que detecte enfermedades?
– Con serigrafía uno pinta los electrodos que van a detectar la señal electroquímica para mostrar un resultado del análisis. Pero sobre esos electrodos hay unas nanopartículas que son de hierro recubierto, y que están funcionalizadas, lo que significa que tienen pegada en toda su superficie una proteina, un anticuerpo, que va a detectar la enfermedad.
Cuando una persona se enferma genera anticuerpos, que están presentes en la sangre, suero, saliva. Al juntarlos con las partículas, se pegan, y se las acerca al electrodo serigrafiado. Entonces de esta manera se puede generar una reacción electroquímica para que termine en una señal eléctrica, que sería la mensajera en los casos de infección. El NanoPOC termina resultando una plataforma, ya que pegando distintas proteinas a las nanopartículas pueden detectarse distintas enfermedades: aftosa, brucelosis, chagas, y muchas más. Estamos corriendo una carrera realmente al mismo paso que los países desarrollados.
Estamos corriendo una carrera realmente al mismo paso que los países desarrollados.
El NanoPOC se encuentra en fase de validación, lo que significa que el dispositivo ya está elaborado y a prueba en laboratorio. En la Feria Innovar se dió a conocer la verisón 4 del prototipo, con la novedad de contar con tecnología BlueTooth para conectarse a un smartphone y a través de una App verificar los resultados.
– El NanoPOC promete un gran impacto social…
– A nosotros, que no estamos dentro del sistema de salud, nos llena muchísimo poder ayudar en situaciones realmente de riesgo. En el Chaco impenetrable la gente no tiene un hospital cerca para hacerse los controles permanentes.
A mi, como madre, me resulta muy fuerte la posibilidad real de ayudar a los niños con el Mal de Chagas. Esta enfermedad no solo se transmite a través de la vinchuca, sino también de madre a hijo, y en esos casos a los bebés se les da una batería de medicaciones por aproximadamente dos años, que tienen sus consecuencias. Pero si uno detecta que durante ese tratamiento la enfermedad se negativiza, ya no haría falta continuar con tantos medicamentos, y el niño no estaría expuesto a los efectos secundarios.
ARGENIEROS