El sensor implantable puede controlar el cáncer y la diabetes

Una nueva investigación detalla cómo un sensor que se puede implantar debajo de la piel por más de 1 año puede monitorear la inflamación y detectar el óxido nítrico, una molécula que se ha encontrado que muestra niveles alterados en presencia de algunos cánceres. Esto es según un estudio publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza.

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) dicen que los sensores, hechos de nanotubos de carbono, también pueden modificarse para detectar otras moléculas, como la glucosa, que podrían ayudar a controlar a los pacientes diabéticos.

Según los investigadores, el óxido nítrico (NO) es una molécula de señalización significativa dentro de las células vivas. Lleva mensajes entre el cerebro y las funciones del sistema inmune.

En algunas células cancerosas, los niveles de NO se alteran. Pero los investigadores señalan que los mecanismos detrás de esto no han sido claros.

Para obtener una mejor comprensión de este proceso, el Prof. Michael Strano y la becaria postdoctoral Nicole Iverson del MIT crearon sensores de nanotubos. Son cilindros de 1 nanómetro de espesor que son huecos y están hechos de carbono.

Los investigadores han creado previamente sensores de nanotubos para otras moléculas, como el óxido de hidrógeno. Los nanotubos de carbono tienen una fluorescencia natural, explican los investigadores. Cuando las moléculas se adhieren a un objetivo determinado, el tubo se ilumina o atenúa.

Otra investigación del equipo ha demostrado que los nanotubos de carbono tienen la capacidad de detectar NO cuando los tubos están encerrados en ADN que tiene una secuencia determinada. Pero para este estudio, los investigadores adaptaron los nanotubos para desarrollar dos sensores separados.

Sensor 'funcional' durante 400 días

El primero es un sensor que se puede inyectar en el flujo sanguíneo, lo que permite un control a corto plazo.

Iverson conectó PEG (polietilenglicol) al sensor para hacerlo inyectable. El PEG detiene las partículas que se aglomeran en el torrente sanguíneo.

Al probar este sensor inyectable en ratones, fue capaz de atravesar los pulmones y el corazón y acumularse en el hígado, sin causar daños en el camino. Una vez en el hígado, pudo monitorear NO.

El otro sensor está incrustado dentro de un gel que se puede implantar debajo de la piel por un período de tiempo más largo. El gel está hecho de alginato, una molécula que se encuentra en las algas.

Cuando los investigadores implantaron este sensor debajo de la piel de los ratones, descubrieron que era funcional durante 400 días y permanecieron en su lugar durante todo el proceso, y creen que puede durar incluso más tiempo.

Los investigadores señalan que un sensor debajo de la piel podría ser útil en el control del cáncer u otras enfermedades que causan inflamación. Además, dicen que el sensor puede detectar reacciones inmunes en pacientes que tienen caderas artificiales u otros dispositivos implantados.

Cuando ambos sensores están en el cuerpo, los investigadores pueden producir una señal fluorescente "infrarroja cercana" al iluminar con un láser infrarrojo cercano. Esta información se pasa luego a un instrumento que puede determinar la diferencia entre los nanotubos y otras áreas que pueden producir fluorescencia.

Comentando sobre estos hallazgos, el profesor Strano dice:

"El óxido nítrico tiene funciones contradictorias en la progresión del cáncer y necesitamos nuevas herramientas para comprenderlo mejor.

Nuestro trabajo proporciona una nueva herramienta para medir esta molécula importante, y potencialmente otras, en el cuerpo mismo y en tiempo real ".

Posibilidad de monitoreo de glucosa en tiempo real

Los investigadores dicen que ahora están buscando modificar los sensores para detectar glucosa. Están haciendo esto al encerrar los nanotubos en diferentes tipos de moléculas.

El sensor ofrecería monitoreo de glucosa en tiempo real, según los investigadores, y estaría conectado a una bomba de insulina que podría administrar insulina al paciente cuando sea necesario.

Si estos sensores demuestran ser efectivos en la detección de glucosa, los investigadores dicen que esto podría eliminar la necesidad de que los diabéticos tomen muestras de sangre, el método actual para detectar los niveles de glucosa.

"El pensamiento actual es que cada parte del sistema de circuito cerrado está en su lugar a excepción de un sensor preciso y estable", dice el profesor Strano. "Hay una oportunidad considerable de mejorar los dispositivos que están ahora en el mercado para que se pueda realizar un sistema completo".

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