Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha desarrollado un tipo de sonda de imagen que permite la detección más temprana de insuficiencia renal aguda, una condición de rápido desarrollo que puede ser fatal.

Las nuevas sondas renales, que se han probado en ratones, se inyectan en el torrente sanguíneo. Se "encienden" cuando detectan cambios moleculares provocados por la aparición de insuficiencia renal aguda.

Desarrollado por el profesor asociado Pu Kanyi y su equipo de NTU Singapur, estas sondas podrían potencialmente usarse en tiras reactivas para muestras de orina, lo que lo convierte en un método no invasivo de detección de insuficiencia renal aguda.

La insuficiencia renal aguda suele ocurrir en unas pocas horas o unos días, y es más común entre los pacientes que están críticamente enfermos y necesitan cuidados intensivos. Las plataformas de diagnóstico actuales no pueden detectar la etapa temprana, cambios premórbidos que subyacen a la insuficiencia renal aguda.

La sonda de imágenes moleculares desarrollada por el equipo de NTU, a diferencia de, es lo suficientemente sensible para rastrear los cambios en los procesos biológicos desencadenados por la aparición de la afección.

Cuando se probó en modelos de ratones con insuficiencia renal aguda inducida por fármacos, las sondas renales moleculares desarrolladas por NTU detectaron la aparición de la enfermedad 1,5 días antes que los procedimientos de imagenología molecular actuales. Los hallazgos fueron publicados en Materiales de la naturaleza En Mayo.

Profesor asociado Pu Kanyi, que es de la Escuela de Ingeniería Química y Biomédica de la NTU, dijo, "Para los pacientes críticamente enfermos, como los de la unidad de cuidados intensivos, cada minuto es valioso para revertir una afección como la insuficiencia renal aguda, que puede hacer que la salud de un paciente se deteriore rápidamente. Nuestras sondas moleculares renales son útiles porque siguen los cambios sutiles del cuerpo a nivel molecular y podrían ayudar a detener el desarrollo de la enfermedad antes de que sea demasiado tarde, algo que los métodos de diagnóstico actuales no pueden hacer ".

Assoc Prof Pu prevé el uso de estas sondas en un entorno de unidad de cuidados intensivos, donde la detección temprana de insuficiencia renal aguda es primordial para la supervivencia de un paciente.

Él dijo, "En nuestra próxima fase de investigación, debemos centrarnos en perfeccionar aún más las sondas con muestras de orina de pacientes críticamente enfermos. Planeamos hacer esto colaborando con instituciones médicas tanto en Singapur como en el extranjero ".

El equipo ha presentado una patente de Singapur sobre esta tecnología.

Cómo funciona

Para asegurarse de que las sondas renales moleculares rastrean las señales correctas y los procesos biológicos, Assoc Prof Pu y su equipo identificaron por primera vez las especies reactivas de oxígeno (ROS), que son moléculas químicamente inestables que sirven como biomarcadores de etapa temprana para la lesión renal. Un desequilibrio en ROS en el cuerpo conduce a daños en los tejidos grasos del cuerpo, ADN y proteínas, que los médicos saben que pueden desencadenar vías de muerte celular en un órgano y fibrosis renal, en el que un riñón lesionado ya no puede sanar.

Assoc Prof Pu dijo:"Muchos informes han demostrado que los subproductos inducidos por ROS están desregulados en el plasma o la orina antes de que ocurra una lesión renal aguda. Esto implica que la detección directa de ROS podría identificar la insuficiencia renal aguda antes".

Luego, el equipo creó sondas formadas por tres componentes:una parte que reacciona con los ROS identificados; una parte de señalización de luminiscencia que asegura que la sonda se enciende en esta reacción; y una parte que asegura que la sonda pase a través de los riñones en lugar de acumularse en el hígado (vea el gráfico a continuación). Estas sondas son lo suficientemente sensibles como para detectar cambios sutiles en las concentraciones de biomarcadores, permitiendo la detección precoz de la enfermedad.

Las sondas se inyectaron en ratones después de administrarles cisplatino, un medicamento contra el cáncer, a un nivel destructivo para los riñones. Doce horas después de la inyección de cisplatino, la sonda se encendió, señalar la detección de un cambio en los biomarcadores relacionados con la lesión renal aguda. Esto concuerda con el daño tubular renal que se midió en los ratones tres días después de la administración de cisplatino.

Además de probar la capacidad de la sonda para detectar signos de insuficiencia renal aguda, El equipo de NTU también encontró que la sonda tiene un alto aclaramiento renal:más del 97 por ciento de las sondas inyectadas en ratones fluyeron a través de los riñones. y fueron excretados como parte de la orina.

La alta eficiencia de aclaramiento renal de la sonda significa que estas sondas podrían usarse directamente en muestras de orina, dijo el profesor adjunto Pu. Cuando se agrega a la muestra de orina y se incuba durante unas horas, las sondas se encienden cuando se exponen a la luz ultravioleta en presencia de biomarcadores. Esto abre posibilidades de desarrollar estas sondas como tiras reactivas para muestras de orina, convirtiéndolo en una forma potencial no invasiva de detectar insuficiencia renal aguda en el futuro, él dijo.