Ya es posible detectar la insuficiencia cardíaca a través de un test de bajo coste y portátil de muestras de saliva. Se trata de un dispositivo que permite diagnosticar esta enfermedad desarrollado en el marco del proyecto europeo KardiaTool con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
El nuevo sistema es un laboratorio portátil, construido a partir de sistemas microelectrónicos, sensores integrados, compuestos bioquímicos y nanopartículas magnéticas, capaz de separar e identificar biomarcadores en la saliva. Su funcionamiento se basa en un biosensor microelectrónico (denominado ImmunoFET), que contiene nitruro de silicio manufacturado en la Sala Blanca del IMB-CNM-CSIC.
InmunoFET consiste en un transistor capaz de detectar uno de los biomarcadores de la insuficiencia cardiaca: el factor de necrosis tumoral-α (TNF-α), en la saliva del paciente. El equipo ha experimentado con muestras de saliva artificial y humana que indican una alta sensibilidad a la concentración de TNF-α.
Tal y como explica Joan Bausells, investigador del CSIC que lidera la contribución del IMB-CNM-CSIC a este proyecto, “los dispositivos biosensores se integran en un laboratorio-en-un-chip con los que se pueden realizar ensayos inmunológicos completos que miden la concentración del biomarcador. A través del sistema integrado se aprovechan las propiedades intrínsecas de amplificación electrónica del transistor para aumentar la sensibilidad”.
Por otra parte, el equipo del investigador Francesc Teixidor, del ICMAB-CSIC, ha sintetizado las nanopartículas magnéticas del dispositivo. “Como la concentración de los biomarcadores en la saliva es menor que en la sangre, necesitamos hacer una preconcentración. Para ello, utilizamos nanopartículas magnéticas funcionalizadas con anticuerpos específicos que capturan estos biomarcadores”, explica el investigador del ICMAB. “El reto más importante ha sido lograr unas nanopartículas lo suficientemente estables como para no precipitarse y para circular por los canales microfluídicos del dispositivo”, añade.
Este dispositivo ha sido diseñado en el marco la plataforma KardiaTool, un proyecto financiado dentro del programa Horizonte 2020, en el que participan investigadores del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y del Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona del CSIC (ICMAB-CSIC), cuyos resultados han sido publicados en las revistas Analytica Chimica Acta, Chemosensors y Molecules.
Insuficiencia cardíaca, principal causa de hospitalización en personas mayores
La insuficiencia cardíaca afecta a 26 millones de personas en el mundo y es actualmente la causa de hospitalización más frecuente en las personas mayores de 65 años. Según la Organización Mundial de la Salud, la cardiopatía isquémica es la principal causa de mortalidad en el mundo. En año 2000, la insuficiencia cardíaca supuso dos millones de las muertes globales. Los datos del Instituto Nacional de Estadística (INE) revelan que las enfermedades relacionadas con esta dolencia fueron la principal causa de mortalidad en España hasta 2020.
Un diagnóstico eficaz y rápido de la enfermedad puede ser clave para su tratamiento. En la actualidad, el seguimiento se realiza mediante la cuantificación de biomarcadores en análisis de sangre. El uso del método desarrollado para su detección a través de muestras de saliva sería una herramienta mucho más rápida para mejorar el diagnóstico y el tratamiento.
“El nuevo dispositivo automático no requiere personal especializado y es una herramienta que puede indicar rápidamente la gravedad de la insuficiencia cardíaca. Creemos que puede ser muy útil para el personal médico, especialmente para planificar y evaluar la eficacia de los diferentes tratamientos para los pacientes”, añade Francesc Teixidor.
KardiaTool es un proyecto internacional financiado por la Comisión Europea dentro del programa de investigación e innovación Horizonte 2020. El proyecto ha recibido 4,9 millones de euros desde 2018 y cuenta con la participación de 14 instituciones de 9 países europeos. El IMB-CNM y el ICMAB son los dos centros del CSIC implicados desde el principio y la única contribución española al proyecto.
Artículo de referencia:
Hamdi Ben Halima, Francesca G. Bellagambi, Albert Alcacer, Norman Pfeiffer, Albert Heuberger, Marie Hangouët, Nadia Zine, Joan Bausells, Abdelhamid Elaissari, Abdelhamid Errachid. A silicon nitride ISFET based immunosensor for tumor necrosis factor-alpha detection in saliva. A promising tool for heart failure monitoring. Analytica Chimica Acta. DOI: 10.1016/j.aca.2021.338468 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003267021002944?via%3Dihub
