Los investigadores de la EPFL han desarrollado un biosensor óptico portátil y de alta sensibilidad que acelera el diagnóstico de enfermedades mortales como la sepsis. Podría ser utilizado por ambulancias y hospitales para mejorar el proceso de clasificación y salvar vidas.

La sepsis cobra una vida cada cuatro segundos. Es la principal causa de muerte en los hospitales, y una de las diez principales causas de muerte en todo el mundo. La sepsis está asociada con la respuesta inflamatoria del cuerpo a una infección bacteriana y progresa extremadamente rápido:cada hora que pasa antes de que sea diagnosticada y tratada adecuadamente aumenta la tasa de mortalidad en casi un 8 por ciento. El tiempo es crítico con la sepsis, pero las pruebas que se utilizan actualmente en los hospitales pueden tardar hasta 72 horas en proporcionar un diagnóstico.

Muchos científicos están trabajando en este tema crítico, incluidos los de Abionic, una escisión de EPFL. Investigadores del Laboratorio de Sistemas Bionanofotónicos (BIOS) de la Escuela de Ingeniería de EPFL acaban de presentar una nueva tecnología. Han desarrollado un biosensor óptico que reduce drásticamente el tiempo de diagnóstico de sepsis de varios días a solo unos minutos. Su enfoque novedoso se basa en desarrollos recientes en nanotecnología y en efectos de luz a nanoescala para crear un dispositivo altamente portátil, Dispositivo fácil de usar que puede detectar rápidamente biomarcadores de sepsis en el torrente sanguíneo de un paciente. Y su dispositivo solo tarda unos minutos en ofrecer un resultado, como una prueba de embarazo.

Debido a que el biosensor utiliza una tecnología plasmónica única, se puede construir desde pequeño, componentes económicos, sin embargo, puede lograr una precisión a la par con los métodos de laboratorio estándar de oro. El dispositivo puede analizar un gran panel de biomarcadores y adaptarse para el diagnóstico rápido de una serie de enfermedades. Se instaló en el Hospital Universitario Vall d'Hebron en España y se utilizó en pruebas a ciegas para examinar muestras de pacientes del banco de sepsis del hospital. La tecnología de los investigadores está pendiente de patente, y sus hallazgos se publicaron recientemente en Pequeña .

Atrapando biomarcadores en nanoagujeros

El dispositivo emplea una metasuperficie óptica, en este caso una fina lámina de oro que contiene conjuntos de miles de millones de nanoagujeros. La metasuperficie concentra la luz alrededor de los nanoagujeros para permitir una detección de biomarcadores excepcionalmente precisa. Con este tipo de metasuperficie, los investigadores pueden detectar biomarcadores de sepsis en una muestra de sangre con nada más que un simple LED y una cámara CMOS estándar.

Los investigadores comienzan agregando una solución de nanopartículas especiales a la muestra que están diseñadas para capturar los biomarcadores. Luego distribuyen esta mezcla en la metasuperficie. "Cualquier nanopartícula que contenga biomarcadores capturados es atrapada rápidamente por anticuerpos en los nanoagujeros, "dice Alexander Belushkin, el autor principal del estudio. Cuando se aplica un LED, esas nanopartículas obstruyen parcialmente el paso de la luz a través de la metasuperficie perforada. "Estas interacciones a nanoescala son capturadas por la cámara CMOS y contadas digitalmente en tiempo real con alta precisión, "dice Filiz Yesilkoy, coautor del estudio. Las imágenes generadas se utilizan para determinar rápidamente si los biomarcadores de enfermedades están presentes en una muestra y, si es así, en que concentración. Utilizaron el nuevo dispositivo para medir los niveles en suero sanguíneo de dos importantes biomarcadores relevantes para la sepsis, procalcitonina y proteína C reactiva. Los médicos pueden utilizar esta información para acelerar la clasificación de los pacientes con sepsis, en última instancia, salvar vidas.

"Creemos que nuestro bajo costo, biosensor compacto sería una valiosa pieza de equipo en ambulancias y ciertas salas de hospital, "dice Hatice Altug, el jefe de BIOS. Los científicos ya tienen en mente posibles aplicaciones. "Existe una necesidad urgente de biosensores tan prometedores para que los médicos puedan diagnosticar la sepsis con precisión y rapidez, manteniendo así la mortalidad de los pacientes al mínimo, "dicen Anna Fàbrega y Juan José González, médicos de cabecera del Hospital Universitario Vall d'Hebron.