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Investigadores brasileños en asociación con científicos estadounidenses han desarrollado lentes equipados con un biosensor capaz de medir el nivel de glucosa en sangre pero usando las lágrimas, un método menos invasivo que el tradicional.
 
El nivel de glucosa es un indicador usado habitualmente para detectar la diabetes, una enfermedad que afecta a 62 millones de personas en las Américas y a 380 millones en todo el mundo. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la diabetes ha aumentado de manera alarmante en las últimas décadas y puede llegar a afectar a 580 millones de personas en 2035.
 
Para controlar su enfermedad, las personas que la padecen usan un glucómetro portátil que mide el nivel de glucosa en sangre usando una gota de sangre que deben extraer de la yema de un dedo a través de un pinchazo. Aunque pequeña, esta perforación puede repetirse varias veces al día, es relativamente dolorosa y tiene riesgo de infección.
 
Ahora, el biosensor brasileño puede identificar una enzima llamada glucosa oxidasa — ampliamente utilizada para la determinación de glucosa libre en los fluidos corporales— usando simplemente las lágrimas, evitando así la necesidad del pinchazo. También puede medir los niveles de azúcar, vitaminas y alcohol en sangre.
 
Los biosensores son dispositivos capaces de medir reacciones biológicas o químicas y generar una señal proporcional a la concentración de una determinada sustancia. Cada vez con mayor frecuencia se diseñan y se utilizan para acelerar los resultados de las pruebas de laboratorio, para monitorear las condiciones de salud y diagnosticar y prevenir enfermedades, incluso en algunos países en desarrollo como Brasil.

anteojos diabetes fapesp
Plataforma bioelectrónica de lágrima portátil, que integra un detector electroquímico microfluídico en una almohadilla de puente nasal para anteojos, para el monitoreo no invasivo de biomarcadores clave de lágrima.
Crédito de la imagen: Sempionatto et al.
 
Investigadores del Instituto de Física São Carlos de la Universidad de São Paulo, junto con científicos del Departamento de Nanoingeniería de la Universidad de California, en San Diego, desarrollaron un dispositivo que inmoviliza la enzima sobre un electrodo acoplado a un circuito con un flujo constante de electrones, y luego se instala en la almohadilla nasal de los anteojos. Luego, el usuario debe generar lágrimas estimulando la glándula lagrimal con una sustancia sensible a los ojos.
 
A medida que las lágrimas entran en contacto con la glucosa oxidasa del biosensor, se altera el flujo de electrones produciendo una señal que es registrada y procesada por el dispositivo instalado en los anteojos. Finalmente, el dispositivo envía los resultados en tiempo real a una computadora o teléfono inteligente.
 
“Las concentraciones de varios metabolitos en las lágrimas reflejan los niveles sanguíneos del momento, lo que los convierte en un medio atractivo para el monitoreo no invasivo de los parámetros fisiológicos”, dijo SciDev.Net Laís Canniatti Brazaca, médica e investigadora postdoctoral en el Instituto de Química de São Carlos y una de los autores del estudio publicado en Biosensors and Bioelectronics.
 
Además del dolor, el biosensor podría “disminuir el riesgo de infecciones en personas que usan un glucómetro con frecuencia”, señaló Brazaca.
 
La experta detalló que el dispositivo también es capaz de medir los niveles de vitaminas y alcohol en la sangre “simplemente cambiando el electrodo acoplado a las almohadillas nasales de los anteojos, ya que cada dispositivo contiene una enzima diferente y, por lo tanto, solo toma un tipo de medida”.
 
Utilizando el mismo enfoque, un equipo de investigadores del Instituto Químico de la Universidad Estatal de São Paulo también creó un biosensor capaz de detectar y cuantificar proteínas biomarcadoras para el diagnóstico clínico de enfermedades olvidadas y enfermedades degenerativas crónicas, como ciertos tipos de cáncer. “La idea es realizar el examen con solo una gota de sangre en el dispositivo”, dice Paulo Roberto Bueno, ingeniero de materiales en el Instituto Químico de la Universidad Estatal de São Paulo.
 
Este enfoque simple podría mejorar el diagnóstico de enfermedades durante una consulta médica o ser administrado por los propios usuarios en el hogar, ayudado por softwares de inteligencia artificial.
 
Este grupo espera comercializar el nuevo dispositivo dentro de tres años. En el caso del biosensor acoplado a los anteojos, por el momento no hay pronósticos para que el dispositivo llegue al mercado.
 
En ese sentido, Cleverton Pirich, bioquímico de la Universidad Federal de Paraná, Brasil, dijo a SciDev.Net que aunque los beneficios de los biosensores para mejorar la calidad de vida y la salud humana se conocen desde hace tiempo, todavía queda un largo camino por recorrer hasta que estos dispositivos se produzcan y comercialicen a gran escala, al menos en Brasil.
 
Sin embargo, argumenta que estos dispositivos tienen un gran potencial para diagnosticar y prevenir enfermedades desatendidas con alta incidencia en países subdesarrollados o incluso para trastornos genéticos que pueden diagnosticarse rápido o incluso antes del nacimiento.

Enlace al estudio en Biosensors and Bioelectronics.

El estudio publicado en Biosensors and Bioelectronics fue financiado por FAPESP, un donante de SciDev.Net.

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