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Ingenieros del MIT diseñan biomarcadores exhalados que pueden revelar enfermedad pulmonar

Ingenieros del MIT diseñan biomarcadores exhalados que pueden revelar enfermedad pulmonar
Diseñan biomarcadores exhalados que pueden revelar enfermedad pulmonar. (Foto. Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT).

Los ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) han desarrollado una forma de controlar la neumonía u otras enfermedades pulmonares mediante el análisis de la respiración exhalada por el paciente a través de nanopartículas especializadas.

Concretamente, en un estudio realizado en ratones, los investigadores han demostrado que podían usar este sistema para controlar la neumonía bacteriana, así como un trastorno genético de los pulmones llamado deficiencia de alfa-1 antitripsina.

Según han detallado los investigadores, se necesitarían más pruebas de seguridad antes de que este enfoque pudiera usarse en humanos, pero en el estudio con ratones, no se observaron signos de toxicidad en los pulmones.

Durante varios años, han estado trabajando en sensores de nanopartículas que pueden usarse como ‘biomarcadores sintéticos’ conocidos como marcadores péptidos que el cuerpo no produce de forma natural, pero que se liberan de las nanopartículas cuando encuentran proteínas llamadas proteasas.

Los investigadores han demostrado que podían usar este sistema para controlar la neumonía bacteriana, así como un trastorno genético de los pulmones

Los péptidos que recubren las nanopartículas se pueden personalizar para que sean escindidos por diferentes proteasas que están vinculadas a una variedad de enfermedades. Si un péptido es escindido de la nanopartícula por proteasas en el cuerpo del paciente, luego se excreta en la orina, donde se puede detectar con una tira de papel similar a una prueba de embarazo. Así, los ingenieros han diseñado este tipo de análisis de orina para neumonía, cáncer de ovario, cáncer de pulmón, así como otras enfermedades. 

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Más recientemente, centró su atención en el desarrollo de biomarcadores que pudieran detectarse en el aliento en lugar de en la orina. Esto permitiría obtener resultados de la prueba más rápidamente, y también evita la dificultad potencial de tener que obtener una muestra de orina de pacientes que podrían estar deshidratados.

El equipo apreció que al modificar químicamente los péptidos unidos a las nanopartículas sintéticas, podrían permitir que las partículas liberen gases llamados hidrofluoroaminas que podrían exhalarse en el aliento. Los investigadores unieron moléculas volátiles al final de los péptidos de tal manera que cuando las proteasas escinden los péptidos, se liberan en el aire como un gas.

Los investigadores también demostraron que podían usar sus sensores para controlar la efectividad del tratamiento farmacológico para la neumonía y la deficiencia de alfa-1 antitripsina.

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