Descripción general del lector electroquímico robótico con APTamer (RAPTER). un diseño RAPTER. RAPTER consta de un potenciostato, interfaz de computadora portátil, robot de manejo de líquidos de código abierto y la plataforma de detección de placa de 96 pocillos. La cuantificación del nivel de LH se logra mediante el análisis de los cambios cinéticos de transferencia de electrones (interrogados mediante voltamperometría de onda cuadrada (SWV)) tras la unión de LH bajo un sistema de electrodos de tres microalambres dentro de un soporte impreso en 3D. b Se puede cargar una serie de muestras en la plataforma de 96 pocillos, y el proceso de medición puede automatizarse mediante el robot programable de manipulación de líquidos. Las muestras de suero recogidas de muestras de sangre frecuentes analizadas mediante la prueba inmunoquímica (prueba de anticuerpos) se utilizaron como una comparación con el rendimiento de la prueba RAPTER para medir la concentración de LH en muestras clínicas humanas. c Los datos del curso temporal (concentraciones de LH a intervalos de 10 min durante 8 h) pueden ser analizados adicionalmente por BSA para identificar los intervalos de pulso (y su probabilidad) y clasificar a los pacientes. Los datos de origen se proporcionan como un archivo de datos de origen. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza (2019). DOI:10.1038 / s41467-019-08799-6
La tecnología, desarrollado por investigadores del Imperial College London y la Universidad de Hong Kong, se puede utilizar para medir las hormonas que afectan la fertilidad, el desarrollo sexual y la menstruación de forma más rápida y económica que los métodos actuales.
La obra, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , se llevó a cabo en el Departamento de Química del Imperial College de Londres y en la Facultad de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Hong Kong. Fue probado en pacientes en Hammersmith Hospital, parte de Imperial College Healthcare NHS Trust.
Un tercio de las mujeres en Inglaterra sufren graves problemas de salud reproductiva, como infertilidad y menopausia precoz. Los médicos generalmente diagnostican estas afecciones mediante la realización de un análisis de sangre para medir la cantidad de hormona luteinizante (LH) en la muestra. Los análisis de sangre actuales no pueden medir fácilmente el aumento y la disminución de los niveles de LH, que es vital para la fertilidad normal, los llamados patrones de pulso de LH que están relacionados con trastornos reproductivos. Actualmente, no es factible medir los patrones de pulso de LH en un entorno clínico, ya que los médicos deben tomar una muestra de sangre de los pacientes cada 10 minutos durante al menos ocho horas. Además, El análisis de estas muestras requiere mucho tiempo, ya que la sangre debe enviarse a un laboratorio y las pruebas son costosas.
Los investigadores detrás del ensayo han utilizado un nuevo biosensor vinculado a un sistema robótico, que ellos llaman Lector Electroquímico Robótico APTamer habilitado (RAPTER). Tiene el potencial de transformar la atención clínica de pacientes con trastornos reproductivos al monitorear los patrones hormonales de los pacientes en tiempo real. En el estudio, El prototipo de dispositivo RAPTER se utilizó para medir la LH en la sangre de pacientes extraídos cada diez minutos para obtener un resultado inmediato.
El equipo cree que podría allanar el camino para una medicina más personalizada. Esperan que la tecnología pueda desarrollarse para brindarles a los médicos una imagen más clara de la pulsatilidad de la LH y sugerir tratamientos más efectivos según las necesidades de cada individuo.
Profesor Waljit Dhillo, uno de los autores principales y profesor de investigación del NIHR en endocrinología y metabolismo en el Imperial College de Londres, dijo:
"Los problemas de salud reproductiva son comunes entre las mujeres en el Reino Unido y en todo el mundo. El diagnóstico de algunas de estas afecciones puede ser prolongado y provocar retrasos en el tratamiento. Los problemas de salud reproductiva también pueden afectar el bienestar físico y mental de las mujeres. Existe una clara necesidad de nuevas y mejores formas de diagnosticar estas afecciones más rápidamente. Nuestra tecnología podrá brindar a los médicos un diagnóstico más rápido y preciso de la pulsatilidad hormonal que afecta la salud reproductiva. lo que podría conducir a tratamientos mejores y más específicos para las mujeres ".
En el estudio, que tuvo lugar entre 2015 y 2019, Los investigadores utilizaron el RAPTER para medir los patrones de pulso de LH de 441 muestras de sangre de mujeres que tenían una función reproductiva normal, eran menopáusicas, o tenía amenorrea hipotalámica, una condición en la que se detiene el período de una mujer. El dispositivo a gran escala dio una lectura inmediata.
Trabajando con investigadores de las universidades de Bristol y Exeter, Luego, el equipo utilizó un método matemático llamado Análisis de Espectro Bayesiano (BSA) para dar una puntuación general de los niveles de pulso de LH. Los resultados se compararon con las pruebas actuales para medir los niveles de LH.
La plataforma RAPTER pudo detectar cambios en los patrones de pulso de LH en pacientes con trastornos reproductivos. También pudo distinguir entre diferentes cohortes de pacientes por primera vez utilizando esta nueva tecnología. Por ejemplo, las mujeres con menopausia tienen niveles altos de LH en comparación con las mujeres fértiles sanas con niveles normales de LH, o mujeres con amenorrea hipotalámica que tienen niveles bajos de LH. A diferencia de los métodos actuales, la prueba es de bajo costo y puede proporcionar resultados instantáneamente.
El equipo ahora trabajará en refinar la tecnología para crear un sensor más pequeño similar a un dispositivo de monitoreo de glucosa que se puede usar para rastrear continuamente los cambios en los niveles de LH de los pacientes en la clínica o de forma remota y podría estar disponible en los próximos tres a cinco años.
Profesor Tony Cass, autor principal del estudio del Departamento de Química del Imperial College de Londres, dijo:
"Hemos desarrollado una tecnología que puede medir la pulsatilidad de la LH en pacientes de forma más rápida y económica que los métodos actuales. Ahora trabajaremos para hacer que la tecnología sea más accesible para la clínica reduciendo el tamaño del dispositivo, lo que podría revolucionar la atención clínica de pacientes con trastornos reproductivos o de otro tipo ".
Dr. Julian Tanner, autor principal del estudio de la Facultad de Medicina LKS de la Universidad de Hong Kong, Agregó que la tecnología también podría desarrollarse para monitorear otras hormonas como el cortisol. Añadió:"La metodología de detección que hemos desarrollado para la detección de LH es ampliamente aplicable para el monitoreo en tiempo real de todo tipo de biomoléculas que se relacionan con la salud y el bienestar. De manera emocionante, con más investigación, esta tecnología podría adaptarse para sensores implantados que podrían transformar la monitorización de la salud en todo tipo de contextos ".
