Teléfonos inteligentes para diagnosticar enfermedades en tiempo real

Un equipo de EE. UU. Está desarrollando un sistema de diagnóstico de enfermedades basado en la nanotecnología que solo requerirá un teléfono inteligente y un accesorio de lente de $ 20 para leer los resultados. Si bien todavía hay algunos desafíos que superar, tienen la esperanza de que el resultado final sea una herramienta de diagnóstico asequible que pueda utilizarse en el campo.

El nuevo sistema es la creación de Jiming Bao, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática, y Richard Willson, profesor de ingeniería química y biomolecular, de la Universidad de Houston en Texas.

El periódico Fotónica de ACS recientemente publicó un artículo que ellos y otros colegas escribieron sobre el método de biosensores de nanotecnología en el corazón del sistema.

El diseño esencial del sistema es un dispositivo biosensor junto con un microscopio simple que puede leer los resultados. Las características de la nanotecnología en la parte de biosensores y el teléfono inteligente, mejorado con una lente asequible, podrían ser la parte del microscopio, dicen los investigadores.

En su estudio, describen cómo desarrollaron una técnica de biosensores de alto rendimiento que combina la transmisión óptica de nanoholes con tinción de plata.

Esencialmente, el dispositivo funciona como todas las herramientas de diagnóstico: detecta el resultado de una reacción química entre un patógeno y una molécula que se une de forma única con él.

El patógeno podría ser un virus o una bacteria, y la molécula podría ser un anticuerpo que combate la enfermedad. Un buen ejemplo de un diagnóstico acorazado es la reacción que ocurre cuando una bacteria estreptocócica reacciona con un anticuerpo anti-estreptococo único. El sistema de diagnóstico permite que la reacción ocurra y luego detecta el resultado de una manera que no se puede confundir con ninguna otra.

El desafío es diseñar un sistema que funcione de manera rápida, económica y sencilla: tanto desde el punto de vista de la biodetección como permitiendo que las reacciones y los resultados sucedan de manera única, y en el lado de la interpretación, para que puedan ser vistos y analizados.

Tobogán delgado de vidrio con nanohuecos transparentes que pueden llenarse de bacterias y virus

Para el lado de la biodetección, el equipo de Houston creó un simple portaobjetos de vidrio y una fina película de oro con miles de nano agujeros perforados. Esto en sí mismo fue un logro tecnológico que involucró varias etapas, como el uso de láser para cortar "flecos de interferencia" en una placa recubierta con un material fotorresistente, lavarlo y luego exponerlo a oro evaporado.

El resultado es un portaobjetos de vidrio con una fina capa de oro con filas ordenadas y columnas de nanoagujeros transparentes, cada uno de los cuales mide solo 600 nanómetros, que dejan pasar la luz a través de ellos. Para poner eso en perspectiva, considere que el cabello humano mide alrededor de 60,000 nanómetros de diámetro.

El escenario estaba preparado para que los patógenos, bacterias y virus, poblaran los nano agujeros y permitieran que las reacciones químicas tuvieran lugar dentro de los agujeros. Pero aquí vino otro desafío. Cuando los patógenos reaccionaron con anticuerpos (más algunos ingredientes añadidos) en los nano agujeros para producir la reacción química de diagnóstico requerida, el enlace no fue suficiente para bloquear la luz.

Como el Prof. Willson explica:

"Lo que se une al anticuerpo probablemente no sea lo suficientemente grande y gris como para oscurecer este agujero, por lo que debes encontrar la forma de oscurecerlo de alguna manera".

Finalmente llegaron allí mediante el uso de anticuerpos que llevan enzimas que producen partículas de plata cuando se exponen a ciertos productos químicos.

Con esta segunda ronda de anticuerpos ahora unida a cualquier patógeno en los agujeros, la diapositiva completa puede ser expuesta a productos químicos que fomentan la producción de plata. La diapositiva se puede enjuagar 15 minutos después, y gracias al oro, las partículas de plata permanecen en sus agujeros y bloquean la luz.

Y allí tienes el diagnóstico requerido: colocas una muestra de patógeno en la diapositiva, bañas la diapositiva en una solución que contiene anticuerpos que sabes que reaccionan de forma única con varios patógenos, luego haces brillar una luz a través de los agujeros y si están bloqueados tener un resultado positivo

Smartphone con cámara, flash y lente adjunta se convierte en un microscopio

Ahora todo lo que se necesita es un microscopio para mirar los agujeros y ver cuáles no dejan pasar la luz. El profesor Willson dice que un microscopio básico utilizado en las escuelas primarias sería lo suficientemente bueno. Y con algunos pequeños retoques, no hay ninguna razón por la que una cámara de teléfono inteligente con un flash y una lente adicional colocada no pueda hacer el trabajo.

"Algunos de los sistemas de diagnóstico más avanzados necesitan una instrumentación de $ 200,000 para leer los resultados", explica, pero "con esto, puede agregar $ 20 a un teléfono que ya tiene y listo".

El equipo reconoce que todavía hay un camino por recorrer antes de que puedan comenzar a rodar el sistema. Por ejemplo, todavía necesitan encontrar una manera de llevar las bacterias y virus en la muestra a la superficie de la diapositiva para obtener resultados suficientemente precisos.

Pero tienen la esperanza de superar estos desafíos y de poder brindar a los proveedores de servicios de salud en el campo una forma portátil, económica, precisa y rápida de diagnosticar enfermedades.

Los investigadores dan un ejemplo práctico de cómo el sistema de teléfono inteligente podría ayudar en un accidente industrial. Con el sistema de diapositivas y sistema de teléfono inteligente de nano-agujeros, sería posible analizar hasta 10 contaminantes a la vez y obtener lecturas casi instantáneas, lo que permite a los respondedores evaluar el peligro muy rápidamente.

Otra área para la que prevén que tal sistema sea útil es en las regiones pobres donde grandes grupos de personas podrían someterse a pruebas de detección de enfermedades generalizadas y graves, como la diabetes. Como el Prof. Willson explica:

"Hay muchas situaciones en las que una herramienta de diagnóstico asequible, simple de usar y fácil de interpretar, podría ser muy útil.Si sus desechables y su lector son baratos, eso hace que sea mucho más fácil extender su sistema al mundo real ".

Los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Welch ayudaron a financiar el estudio.

En septiembre de 2013, Noticias médicas hoy informó sobre un estudio en el que se diseñó un sistema de teléfono inteligente para diagnosticar enfermedades oculares. El sistema fácil de usar captura fotografías de alta calidad de retinas y podría brindar las ventajas de la telemedicina asequible a las clínicas de oftalmología.

Las palomas pueden "contar" tan bien como los monos

Aunque muchas especies, desde abejas hasta elefantes, pueden distinguir entre estímulos de cantidades variables, aparte de los humanos, se pensó que solo los primates como los lémures y los chimpancés podían emplear reglas numéricas abstractas y razonar numéricamente. Sin embargo, según un breve informe de investigación publicado en línea en la revista Science el 23 de diciembre, los investigadores han descubierto que las palomas pueden contar tanto como los monos, y sugieren que la capacidad está más extendida en el reino animal de lo que podríamos suponer.

(Health)

El reposo cerebral puede acelerar la recuperación de la conmoción cerebral en los adolescentes

Si bien durante los últimos 10 años, ha habido una opinión general entre los médicos y expertos en salud de los Estados Unidos de que las personas que sufren una conmoción cerebral deben descansar el cerebro mientras se recuperan, hasta ahora no ha habido mucha evidencia firme que lo respalde arriba. Por ejemplo, en octubre de 2013, la Academia Estadounidense de Pediatría (AAP) publicó un informe clínico que sugería que los estudiantes podrían necesitar un descanso de la escuela después de una conmoción cerebral.

(Health)