La teofilina o THO es un compuesto orgánico natural cuya estructura molecular es muy similar a la de la cafeína presente en el café y el cacao. A lo largo de los años, debido a sus propiedades terapéuticas, la THO se ha convertido en uno de los derivados del grupo xantina más estudiados. La THO se usa para dilatar las vías respiratorias en personas que tienen dificultad para respirar y como relajante muscular, antiasmático y diurético (medicamentos que se usan para aumentar la producción de orina y reducir la presión arterial). También se sabe que tiene propiedades antiinflamatorias y antitumorales, y también puede regular nuestras respuestas inmunitarias.

Si bien la THO es beneficiosa en el tratamiento de varias afecciones, el fármaco tiene una ventana terapéutica muy estrecha. Esto significa que puede crear efectos adversos si se administra más allá de cierto límite (y ese límite se puede alcanzar con bastante facilidad). Una sobredosis accidental o deliberada puede ser altamente tóxica y provocar problemas como convulsiones, latidos cardíacos rápidos, excitación del sistema nervioso o incluso la muerte. Esto hace que la monitorización estrecha de los niveles de THO durante la terapia sea extremadamente crucial.

En un artículo reciente, que se publicó en el volumen 27, número 8 de Molecules , disponible en línea el 11 de abril de 2022:un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Shibaura (SIT) en Japón describe cómo desarrollaron un sensor electroquímico rápido y de bajo costo para la detección de THO. El Prof. Yasuo Yoshimi (quien es el autor correspondiente del artículo) explica detalladamente su motivación para el estudio:"El control convencional de fármacos se basa en laboratorios fuera del hospital para analizar los niveles moleculares de los fármacos en la sangre. Nuestra herramienta de detección sin reactivos puede detecta THO directamente de la sangre entera en menos de 3 segundos, como un sensor de glucosa". Este artículo es parte de la edición especial de la revista titulada "Polímeros impresos molecularmente:tecnología impactante frente a ejercicio académico".

La monitorización de fármacos terapéuticos es fundamental para optimizar los efectos de tratamientos como la quimioterapia, que requieren un control estricto de la concentración del fármaco en la sangre del paciente para evitar efectos secundarios graves. Sin embargo, la mayoría de las técnicas de monitoreo a menudo consumen mucho tiempo y exigen procedimientos complejos que solo puede llevar a cabo un experto. Lo mismo ocurre con los métodos de detección de THO.

Para aliviar estos problemas, los investigadores a lo largo de los años han desarrollado métodos electroquímicos de bajo costo que son simples, altamente sensibles y rápidos. Una de ellas, una clase de herramientas electroquímicas que ha cobrado impulso recientemente, son los polímeros impresos molecularmente (MIP). Estas herramientas tienen cavidades moleculares hechas a medida que pueden reconocer y unirse a moléculas diana específicas, tal como lo harían los receptores en nuestro propio cuerpo. Su capacidad para hacerlo se usa ampliamente en varias aplicaciones, incluida la detección de drogas.

En este estudio, el equipo de científicos desarrolló un sensor THO desechable basado en papel que consiste en un electrodo hecho de grafito impreso molecularmente. Dado que los MIP están diseñados utilizando la molécula objetivo como plantilla, el equipo utilizó THO como plantilla al desarrollar la pasta de electrodos a base de carbono del sensor. Luego, la pasta sintetizada se cargó en un chip sensor impreso y se probaron sus capacidades de detección de THO.

Se descubrió que el sensor era muy sensible (lo que significa que podía detectar incluso pequeñas cantidades de THO) y mostraba una gran selectividad hacia el fármaco. De hecho, el sensor podría identificar THO incluso en muestras con concentraciones de THO tan bajas como 2,5 µg/ml (µg=microgramo, es decir, 1/1000 de un miligramo). Y lo que es más, ¡este sensor necesita solo 3 segundos para detectar THO! Podría hacerlo incluso en sangre entera bovina.

Este sensor portátil, de bajo costo, confiable y rápido tiene estabilidad a largo plazo y puede usarse para la detección en tiempo real de drogas como THO sin que dependamos de equipos sofisticados. Además, la estrategia de fabricación proporcionada en este estudio se puede utilizar para desarrollar sensores electroquímicos eficientes para otras intervenciones clínicas. El profesor asistente Aaryashree (quien es el primer autor del artículo) concluye:"Los métodos existentes para el análisis de los medicamentos en la sangre son costosos y necesitan equipos especializados. Esto puede ser un problema para los países en desarrollo que enfrentan una falta de recursos y técnicos. El sensor basado en papel que hemos desarrollado no solo es fácil de usar, sino que también es económico y puede reducir la carga del análisis de medicamentos en los países en desarrollo. Además, su prototipo puede usarse para desarrollar un sistema de monitoreo de medicamentos junto a la cama, que de cualquier sobredosis, evitando efectos secundarios en los pacientes que toman estos medicamentos". + Explora más

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