Biosensores, los nuevos guardianes de la salud Biosensores, los nuevos guardianes de la salud

Biosensores, los nuevos guardianes de la salud Biosensores, los nuevos guardianes de la salud

Son las vedettes de este nuevo siglo. Los especialistas no dudan en considerar la progresiva expansión de estos pequeños dispositivos como una revolución comparable a la de los microprocesadores que dieron lugar a la informática porque, entre otras cosas, prometen las más variadas aplicaciones en el monitoreo de la salud, del medio ambiente y de los alimentos.

Para analizar sus usos y los que se vislumbran, recientemente tuvo lugar en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA), el primer encuentro de América Latina sobre biosensores, que reunió a destacados investigadores del país y del exterior para analizar las aplicaciones más recientes de estos adminículos en materia de salud, medio ambiente y alimentos.

El desarrollo de biosensores comenzó hace unos cinco años en un laboratorio universitario de Gran Bretaña, y actualmente está en plena etapa de expansión comercial que involucra inversiones millonarias. La investigación sobre el tema implica la integración de la química, la física, la medicina, la informática y la biología molecular, y es un claro ejemplo de cómo la ciencia puede aplicarse a las demandas sociales actuales.

¿Qué es un biosensor?

Un biosensor es un dispositivo al que se le incorpora una sustancia biológica (una enzima, un anticuerpo, una proteína, ADN, etc.) para poder medir de manera selectiva determinadas sustancias en cierto medio. Por ejemplo, plomo o bacterias en el agua, toxinas en los alimentos. El dispositivo traduce el cambio químico producido en presencia del compuesto de origen biológico en una señal eléctrica procesable. Todo esto en unos pocos minutos.

El ejemplo más exitoso y difundido hasta el momento es el biosensor para medir la glucosa en sangre de pacientes diabéticos. Se trata de un dispositivo más pequeño que un teléfono celular, cuyo elemento de reconocimiento es la enzima glucosa oxidasa. El paciente coloca una gotita de su sangre sobre las tiras descartables y en unos segundos conoce su nivel de glucosa.

La potenciales aplicaciones de esta nueva tecnología en las áreas de la salud, los alimentos y el medio ambiente pondrán, en los próximos treinta años, a la ciencia del lado de las demandas sociales actuales, muchas de las cuales, paradójicamente, son producto del impacto que los avances tecnológicos y científicos tienen sobre la vida cotidiana de las personas.

Sus aplicaciones en salud

Para el profesor Anthony Turner de la Universidad de Cranfield, Gran Bretaña, coordinador de un proyecto europeo de biosensores en el que se invirtieron 22 millones de dólares, la aparición y desarrollo de esta nueva tecnología “va a cambiar totalmente la forma de pensar la salud humana. Por ejemplo, una persona podría mandar vía Internet, los resultados de la muestra de sangre obtenida en casa, mediante un chequeo rutinario automático, al mejor experto del mundo. Esto a su vez modificará la forma de atención en los centros de salud. En un futuro próximo personas mayores podrán estar controladas en su casa con sensores que detecten y pongan en aviso sobre alguna descompensación orgánica”.

Otra aplicación importante en materia de salud consiste en descubrir rápidamente enfermedades nuevas o raras en grupos poblacionales. También se puede incorporar ADN en los sensores, y ver cómo elementos extraños (metales, sustancias orgánicas, sintéticas) producidos por la industrialización, y que están en el ambiente, afectan el material genético y causan enfermedades en organismos vivos. Al detectar mutaciones de las cadenas del ADN de un individuo, se podría aplicar medicina preventiva en muchos casos o establecer diagnóticos precoces.

“Una ventaja de los biosensores es que copian los sistemas biológicos, no miden la sustancia A, sino que miden toda sustancia que pueda producir el efecto X. El concepto es el monitoreo del efecto y no de la sustancia química”, explicó el profesor Turner.

Biosensensores y medio ambiente

La medición portátil y en campo, es decir, sin necesidad de mandar una muestra al laboratorio, que permite la nueva tecnología, es muy útil para medir muchísimas sustancias contaminantes del ambiente.

El ejemplo más claro que ya se está implementando es la medición de la demanda bioquímica de oxígeno (un parámetro que sirve para registrar el número de bacterias que hay en el agua). Es el ensayo más importante que se le hace a un líquido contaminado. Con la tecnología convencional esta prueba demanda alrededor de cinco días; con la nueva, los resultados se obtienen en 20 minutos. Además, mediante un sistema de alarma, los biosensores pueden alertar inmediatamente si una fábrica está excediendo el límite de emisión de contaminantes ambientales.

“Existe mucha contaminación que desconocemos porque no la estamos midiendo. Por ejemplo, en los ríos europeos se han detectado peces que cambian de sexo como resultado de los contaminantes que hay en el agua. Si no existe la tecnología adecuada para medir esto no hay cómo reconocerlo”, continuó el profesor Turner.

El control de los alimentos

En el nivel internacional el foco de atención está puesto en detectar alimentos contaminados o modificados, y que pueden afectar la salud. Los biosensores se usan para controlar los procesos informatizados de elaboración de los alimentos. Al alertar al sistema sobre una anormalidad, ésta puede ser revertida automáticamante. En Alemania ya existen en los supermercados góndolas con productos que incluyen chips que avisan si se ha cortado la cadena de frío.

“Actualmente se están fabricando biosensores para reconocer microtoxinas o Salmonella, por ejemplo. Se planea crear sensores para aplicar en los casos de la vaca loca. Particularmente están interesados en el Reino Unido en el trabajo con productos derivados de plantas transgénicas, para identificarlos, y también a las plantas modificadas genéticamente. Así se llegarían a evaluar sus efectos sobre la salud”, destacó el especialista.

Biosensores implantables para diabéticos

El profesor en química y farmacología, George Wilson, de la Universidad de Kansas en los Estados Unidos, trabaja con pacientes diabéticos implantados con biosensores. El método, indoloro, consiste en colocar debajo de la piel del abdomen del paciente una cánula del tamaño de un cabello que contiene un biosensor, conectado a un aparatito portátil que monitorea permanentemente los niveles de glucosa en sangre. De este modo, se lleva un registro constante de los niveles de glucosa que varían a lo largo del día. Esto es muy útil para conocer exactamente la dosis de insulina que requiere el paciente y así evitar crisis de hipoglucemia que llevan a la pérdida del conocimiento, y a las que está expuesto el diabético tipo I cuando se administra demasiada insulina.

“Actualmente este tipo de tecnología está en la etapa de experiencia clínica necesaria para su posterior aprobación por la FDA (Food and Drug Administration). El ideal sería perfeccionar el implante y disponer de una máquina con un software que pueda analizar los datos, y le administre directamente al paciente la cantidad de insulina adecuada, como lo haría su páncreas si funcionara normalmente. Es decir, tener un páncreas electrónico”, explicó el profesor Wilson.