Un sensor para detectar enfermedades digestivas

Un dispositivo que se puede tragar podrá detectar la presencia de moléculas responsables de enfermedades del aparato digestivo en zonas a las que es difícil llegar con los sistemas de diagnóstico actuales. El prototipo ha sido desarrollado por investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Los autores han ensayado en cerdos este sensor, que tiene forma de cilindro y mide 3,8 centímetros de longitud. Ahora están trabajando para reducir el tamaño para las futuras pruebas con humanos.

Según explica, Phillip Nadeau, uno de los autores, “el nuevo sistema está equipado con bacterias modificadas genéticamente con objeto de diagnosticar hemorragias en el estómago y otros problemas gastrointestinales”. La biología sintética ha logrado en la última década grandes avances en la ingeniería de bacterias para responder a estímulos como contaminantes ambientales o marcadores de enfermedades. Estas bacterias pueden diseñarse para producir señales como la luz cuando detectan el estímulo objetivo, pero generalmente se requieren equipos de laboratorio especializados para medir esta respuesta.

Para conseguir aplicaciones más útiles y sencillas de estas bacterias, el equipo del MIT decidió combinarlas con un chip electrónico que pudiera traducir la respuesta bacteriana en una señal inalámbrica.

El sensor es cilíndrico y mide 3,8 centímetros de longitud. Se ha probado en cerdos y ahora los investigadores están trabajando en la reducción del tamaño para su futuro uso en humanos.

“Nuestra idea fue empaquetar células bacterianas dentro del dispositivo», dice Nadeau. «Las células quedan atrapadas y viajan con el sensor mientras pasa por el estómago”.

En su demostración inicial, los científicos se centraron en la hemorragia en el tracto gastrointestinal en cerdos. Diseñaron una cepa probiótica de E. coli para expresar un circuito genético que hace que las bacterias emitan luz cuando se encuentran con el hemo, un componente de la sangre.

El sensor cilíndrico requiere aproximadamente 13 microvatios de potencia. Está equipado con una batería de 2,7 voltios, que, según los investigadores, podría alimentar el dispositivo durante aproximadamente un mes y medio de uso continuo. También podría ser mantenido por una célula voltaica sostenida por fluidos ácidos en el estómago, usando una tecnología que Nadeau y Anantha Chandrakasan –otro de los autores– desarrollaron previamente. Actualmente, si se sospecha que los pacientes están sangrando por una úlcera gástrica, deben someterse a una endoscopia para diagnosticar el problema, que a menudo requiere sedación.

La finalidad del nuevo procedimiento, señalan los investigadores, “es eludir pruebas innecesarias, ya que el diagnóstico podría realizarse con solo ingerir la cápsula y, en un período relativamente corto de tiempo, se sabría si hay o no hemorragia”.