El dispositivo del alcoholímetro identifica los problemas del metabolismo de la glucosa con precisión

De acuerdo con un estudio publicado en la revista revisada por pares Metabolismo, una tecnología tipo "breathalyzer", actualmente en desarrollo en la Universidad de Wisconsin-Madison, puede ayudar a diagnosticar enfermedades en el futuro. El estudio muestra una técnica simple pero sensible que puede identificar el metabolismo de la glucosa normal y el estado de enfermedad mediante un análisis rápido del aire o la sangre exhalados.
Varias enfermedades, incluyendo infecciones, diabetes y cáncer, cambian el metabolismo del cuerpo de diferentes maneras. Según los investigadores, estas alteraciones bioquímicas pueden identificarse mucho más rápido de lo que aparecerían los síntomas habituales, incluso en un par de horas, lo que proporciona la esperanza de una detección temprana y el diagnóstico de la enfermedad.
La autora principal Fariba Assadi-Porter, una bioquímica y científica de UW-Madison en la Instalación de Resonancia Magnética Nuclear en Madison, explica:

"Con esta metodología, tenemos métodos avanzados para rastrear las vías metabólicas que están perturbadas por la enfermedad. Es un método de diagnóstico más económico, rápido y más sensible".

El equipo examinó roedores con síntomas metabólicos, comparables a los observados en mujeres con síndrome de ovario poliquístico (SOP). PCOS es uno de los trastornos endocrinos femeninos más frecuentes, que afecta a alrededor de 1 de cada 10 mujeres. La condición puede causar disfunción metabólica, infertilidad y quistes ováricos. En la actualidad, el PCOS solo puede diagnosticarse después de la pubertad y excluir todas las demás enfermedades probables, un proceso prolongado y frustrante tanto para los pacientes como para los médicos.
Assadi-Porter, explicó:

"El objetivo es encontrar una forma mejor de diagnosticar a estas mujeres desde temprano, antes de la pubertad, cuando la enfermedad puede controlarse con medicamentos o ejercicio y dieta, y evitar que estas mujeres tengan síndromes metabólicos como diabetes, obesidad y problemas asociados como enfermedad del corazón."

Al medir las firmas isotópicas de los subproductos metabólicos que contienen carbono en la sangre o el aliento de los ratones, el equipo logró identificar distintas alteraciones metabólicas. Según el coautor Warren Porter, profesor de zoología de UW-Madison, los investigadores inyectaron glucosa que contiene un solo átomo del isótopo más pesado carbono-13 para rastrear las vías metabólicas más activas en roedores sanos o enfermos. En cuestión de minutos, el equipo pudo medir los cambios en la proporción de carbono 12 a carbono 13 en el dióxido de carbono que exhalaron los ratones.
Uno de los beneficios de esta estrategia es que supervisa la funcionalidad de todo el cuerpo con una sola medida. Además de simplificar el diagnóstico, también ofrece un posible feedback rápido de la eficacia de los tratamientos.
Porter, dijo:

"El patrón de estas proporciones en la sangre o la respiración es diferente para diferentes enfermedades, por ejemplo, cáncer, diabetes u obesidad, lo que hace que esto sea aplicable a una amplia gama de enfermedades".

La tecnología depende del hecho de que el cuerpo usa varias fuentes para generar energía bajo diferentes condiciones.
Porter explica:

"Tu cuerpo cambia su fuente de combustible. Cuando estamos saludables usamos la comida que comemos. Cuando te enfermas, el sistema inmune se apodera del cuerpo y comienza a desgarrar proteínas para producir anticuerpos y usarlos como fuente de energía".

Ese cambio de azúcares a proteínas involucra varias rutas bioquímicas en el cuerpo, causando alteraciones claras en los isótopos de carbono que aparecen en el dióxido de carbono exhalado. Las alteraciones pueden indicar las primeras etapas de la enfermedad, si se detectan rápidamente.

Además, el equipo descubrió patrones similares usando dos exámenes independientes: espectroscopía de cavidad de anillo en el aliento exhalado y espectroscopía de resonancia magnética nuclear en el suero sanguíneo. Los investigadores explican que la técnica basada en la respiración es particularmente emocionante, ya que es considerablemente más sensible que los exámenes basados ??en sangre y no es invasiva.
Los métodos utilizados en los ratones fueron lo suficientemente sensibles como para identificar variaciones estadísticamente considerables incluso entre poblaciones extremadamente pequeñas de ratones enfermos y sanos.
Aunque el equipo imaginó un pequeño "alcoholímetro" manual que podría llevarse fácilmente a regiones remotas o rurales, los exámenes actuales de espectroscopía de anillo de cavidad utilizan una máquina del tamaño aproximado de una caja de zapatos.
Las investigaciones cofundaron Isomark, LLC, con el fin de desarrollar la tecnología y sus aplicaciones. Su objetivo es investigar la biología fundamental de la enfermedad y tener una idea más clara de si las alteraciones bioquímicas distintivas que pueden observar son efectos causantes o adversos.
Los Institutos Nacionales de Salud, los Institutos Wisconsin para el Descubrimiento, la Fundación Rodale y el fondo Farmers Advocating for Organics financiaron el estudio. Los otros coautores son Julia Haviland, Marco Tonelli y Dermot Haughey, todos en UW-Madison.
Escrito por Grace Rattue