A análise química das bágoas humanas cobrou unha grande importancia, nos últimos anos, debido ao enorme potencial destes fluídos como fonte de biomarcadores de diferentes doenzas. Diversos estudos sobre as secrecións lacrimais mostraron resultados prometedores na diagnose do cancro de mama, a esclerose múltiple, o párkinson ou a fibrose quística, entre outras afeccións. Porén, para trasladar estes resultados á práctica clínica é preciso facer fronte a dificultades técnicas que aínda entrañan os protocolos utilizados neste tipo de análises.
Por unha banda, a recollida de mostra só pode ser realizada por persoal sanitario cualificado, existindo obstáculos relativos á comodidade das pacientes e dos pacientes. Por outra, os actuais tempos de mostraxe son de curta duración, 5 minutos aproximadamente, o que pode derivar nun problema en termos da sensibilidade da análise, especialmente no caso de enfermidades que se atopan nun estadio inicial, onde a concentración dos biomarcadores adoita ser moi reducida.
Ademais, a mostra obtida debe estar suxeita a unha serie de procedementos físicos e químicos antes da súa análise, procedementos que non só engaden un maior grao de complexidade e custe ao proceso, senón que poden alterar os propios valores fisiolóxicos da mostra, adulterando en certos casos os resultados achegados pola análise clínica.
Para tratar de facer fronte a todas estas limitacións, investigadores e investigadoras do TeamNanoTech do Cinbio acaban presentar en sociedade unha innovadora estratexia de detección: unhas lentes de contacto híbridas que permiten a recollida e a análise de biomarcadores lacrimais para a diagnose, prognóstico e seguimento de diferentes enfermidades.
Este avance científico recóllese nun artigo publicado pola revista Nanoscale que está asinado por Miguel A. Correa-Duarte, director do Cinbio e os investigadores deste centro Moisés Pérez-Lorenzo, Andrea Mariño-López e Belén Vaz, xunto co investigador Ramon A. Álvarez-Puebla, da Universitat Rovira i Virgili. As lentes de contacto deseñadas por este equipo incorporan na súa superficie un recubrimento constituído por cápsulas de tamaño nanométrico que permiten unha acumulación de forma prolongada dos biomarcadores obxecto de estudo o que, ao cabo, facilitaría unha detección temperá e máis eficaz de diferentes doenzas.
Operatividade sen precedentes
A día de hoxe, explican os investigadores, a mostraxe de bágoa é levada cabo en centros sanitarios por persoal especializado pero este traballo pretende abrir a porta ao desenvolvemento de dispositivos oculares que permitan realizar esa recollida de mostra fóra da contorna clínica, do mesmo modo que se fai con outros biofluídos. A estratexia de detección consiste, como explica o investigador Moisés Pérez-Lorenzo, “na incorporación de cápsulas nanométricas na superficie de lentes de contacto brandas que permiten acumular de xeito moi eficiente os biomarcadores lacrimais obxecto de estudo”.
Así, estas lentes proporcionan diversas vantaxes. Por unha banda, “permiten realizar unha mostraxe de bágoa de varias horas de duración, en comparación cos métodos actuais que, baseados no emprego de tiras de papel ou microcapilares de vidro, están limitados a uns poucos minutos. Grazas a isto, é posible acumular unha maior cantidade de analito, o que resulta ideal naqueles escenarios onde a concentración de biomarcadores é baixa ou o volume de bágoa resulta insuficiente”.
Outro dos problemas que pretende resolver este deseño é o da actividade biolóxica da bágoa. “É ben coñecido que os metabolitos que se atopan no fluído lacrimal sofren unha constante transformación química debido á presenza de diferentes encimas. Para deter estes cambios e obter así unha ‘instantánea’ veraz da mostra, faise necesaria a utilización de procedementos físicos e químicos que, se ben poden chegar a alterar os valores fisiolóxicos da bágoa, constitúen actualmente a única alternativa viable”.
No presente traballo, a porosidade das nanocápsulas integradas na superficie das lentes permítelles actuar a modo de ‘refuxio’ proporcionándolles aos biomarcadores un espazo libre de actividade encimática. Deste xeito, faise posible prescindir non só dos protocolos de ‘apagado’ metabólico, senón tamén dos clásicos procedementos de extracción. En último termo, isto simplifica en gran medida a análise química da bágoa.
Grazas a este avance, os métodos tradicionais de tratamento de mostra fanse prescindibles, o que reduce de maneira moi significativa o tempo e o custo da análise. Outra vantaxe proporcionada por estas estruturas capsulares é que logran potenciar o sinal característico de cada biomarcador, permitindo a obtención dun “retrato” fisiolóxico preciso da mostra sometida a estudo, mesmo cando as concentracións das moléculas estudadas son moi baixas. Todas estas funcionalidades converten estas lentes de contacto híbridas en prometedores dispositivos médicos para a recollida e a análise de biomarcadores lacrimais e, deste xeito, para o diagnóstico, prognóstico e seguimento de diferentes enfermidades.
Síndrome do ollo seco
Aínda que os estudos sobre as secrecións lacrimais mostraron resultados prometedores no diagnóstico de diferentes enfermidades, esta investigación liderada polo Cinbio centrouse na síndrome de ollo seco, doenza que segundo os estudos epidemiolóxicos, mostra unha alto nivel de prevalencia na poboación mundial.
En todo caso, estes nanosensores poderían ser útiles noutros escenarios coas debidas modificacións. Neste senso, a inclusión de elementos de recoñecemento molecular aumentaría en gran maneira a capacidade de detección destes sistemas.
Como funcionan as lentes
Os experimentos realizados no laboratorio simulando a velocidade de secreción da bágoa basal, demostran un alto grao de acumulación de analitos tras 10−12 horas, tempo similar ao recomendado para as persoas usuarias de lentes de contacto brandas comerciais. Isto implica que este dispositivos poderían ser levados dun xeito equivalente ao dunha lente convencional. Unha vez obtida a mostra, esta sería entregada para a súa análise, que neste caso sería levada ao cabo a través de espectroscopía Raman, unha técnica moi eficiente de identificación xa que permite obter unha “impresión dixital” dun amplo abano de especies químicas.
A portabilidade do equipamento necesario para empregar esta técnica, facilitaría nun futuro a súa implantación no sistema sanitario. De feito, os investigadores confían nesta aplicabilidade real, que consideran “perfectamente viable”, aínda que a posta en marcha deste tipo de avances atópase suxeita ao interese de inversores que permita levar ao cabo o desenvolvemento industrial destes dispositivos.
Experiencia previa
Como explica Moisés Pérez-Lorenzo, o deseño de estratexias avanzadas de detección constitúe un pilar fundamental dentro das liñas de investigación desenvolvidas no Cinbio e, neste senso, “a diagnose temperá e a prevención están a se erixir a día de hoxe nun dos eixes prioritarios do traballo realizado no noso centro”.
Ademais, o seu grupo TeamNanoTech tamén ten experiencia previa na fabricación de lentes de contacto con capacidade de blindaxe de radiacións emitidas por equipamentos dotados de láseres de alta potencia. No presente caso, “a nosa bagaxe no deseño e fabricación de nanosensores, con aplicacións no ámbito industrial e biomédico, supuxo un complemento idóneo para a consecución deste novo proxecto”.
