Universitat Rovira i Virgili

Diagnosticar enfermedades tropicales a través del aliento

Jueves, 12 de febrero de 2015

Diagnosticar enfermedades tropicales a través del aliento puede ser posible. Los investigadores se han reunido en Tarragona para poner en marcha este proyecto europeo, liderado por Radu Ionescu del ETSE de la URV.

Un proyecto liderado por el investigador Radu Ionescu, del Departamento de Ingeniería Electrónica, Eléctrica y Automática (ETSE) de la Universitat Rovira i Virgil (URV), estudia la viabilidad de una tecnología para diagnosticar enfermedades tropicales por medio del aliento. Se investigarán enfermedades muy habituales en países en vías de desarrollo, a través de mecanismos de química analítica que permitirán identificar los biomarcadores de aliento volátiles de estas enfermedades. En el proyecto, financiado con unos 1,4 millones de euros por el programa europeo Horizonte 2020, participan 12 universidades y centros de investigación de todo el mundo, que se han reunido esta semana en Tarragona. 

Demostrar la viabilidad de una metodología no invasiva y segura para el diagnóstico rápido de enfermedades tropicales. Este es el objetivo de la investigación que ha empezado con el encuentro en Tarragona de los socios que forman parte del proyecto "Tropsense-Development of a non-invasive breath test for early diagnosis of tropical diseases". Se trata de un proyecto de cuatro años coordinado por el investigador de la URV Radu Ionescu y en el cual participan 12 universidades y centros de investigación de nueve países.

Las enfermedades tropicales desatendidas son un grupo de infecciones frecuentes en las regiones tropicales y subtropicales de África, Asia y América, que afectan especialmente a personas de bajos ingresos en las regiones en desarrollo, mientras que en Europa son escasas y afectan a los turistas que viajan a regiones endémicas. El estudio se centra en la investigación de la hidatidosis, la leishmaniosis y el dengue, incluidas en la lista de 17 enfermedades tropicales desatendidas de la Organización Mundial de la Salud. Estas enfermedades se originan por diferentes patógenos.

El trabajo se basa en los análisis de muestras de aliento, fáciles de obtener y que no representan ninguna molestia ni riesgo para la salud de los pacientes. Se tomarán muestras de pacientes ya diagnosticados con alguna de las tres enfermedades estudiadas, así como de un grupo control formado por pacientes diagnosticados con otras enfermedades tropicales y del personal médico que los atiende. Una vez recogidas las muestras, se emplearán métodos de química analítica para identificar los biomarcadores de aliento volátiles -compuestos químicos orgánicos- de estas enfermedades. Se trata de detectar y analizar las partículas orgánicas que desprenden las células que se emiten al respirar. Durante el primer año del proyecto se cogerán muestras en Colombia (dengue), en Túnez (hidatidosis y leishmaniosis) y en Polonia (como ejemplo de país europeo donde no son habituales). Una vez recogidas, se harán los análisis por química analítica para identificar los biomarcadores y, a partir de estos, se fabricarán sensores químicos de vapores con gran afinidad, seleccionando los nanomateriales sensibles más idóneos. Los investigadores analizarán diferentes técnicas de sensado (sensores resistivos, transistores, sensores que miden cambios de peso, espectroscopia infrarroja, etc.) y se desarrollará un prototipo con la mejor técnica. Durante los últimos seis meses del proyecto se harán pruebas con los prototipos en los hospitales de las zonas epidémicas y se evaluarán in situ.

El interés en el análisis de la composición del aliento para el diagnóstico precoz de una enfermedad es que los cambios metabolómicos se producen en una etapa temprana de la enfermedad, hecho que se refleja en cambios en la química de la sangre y esto se transmite al aire exhalado a través de los pulmones. En consecuencia, algunos compuestos orgánicos volátiles (COV) aparecen en el aliento exhalado en concentraciones modificadas, en comparación con los compuestos orgánicos volátiles en un estado normal. Estos compuestos representan biomarcadores vinculados con las condiciones de la enfermedad. Los perfiles metabólicos ofrecen la posibilidad de observar los efectos bioquímicos producidos por el inicio de la enfermedad en el organismo y representan una aproximación cercana al resultado final. La detección de un patrón de biomarcadores volátil de la respiración apropiado puede permitir la identificación temprana de la enfermedad y la prescripción de un tratamiento. Cada enfermedad tiene sus compuestos volátiles;  por tanto, la presencia de la enfermedad no está enmascarada por otras enfermedades.

Desarrollo de una herramienta rápida, barata y portátil

Las enfermedades tropicales desatendidas causan síntomas difíciles de identificar. El fracaso de un diagnóstico precoz y la prescripción de un tratamiento inadecuado pueden ser fatales. El objetivo de la investigación es obtener una herramienta rápida, barata, portátil, no invasiva y fácil de utilizar, que las diagnostique. La herramienta, junto con otras evaluaciones clínicas, puede ser de gran ayuda para los médicos  para tomar decisiones adecuadas, especialmente para los europeos, menos familiarizados con estas enfermedades ya que tratan un número muy limitado de casos.

Sensores que permiten detectar enfermedades

Radu Ionescu, investigador Ramón y Cajal de la URV, desarrolla sensores que permiten analizar los volátiles que contiene el aliento, a través de una nariz electrónica -una matriz de sensores químicos de vapor- para facilitar la detección precoz de determinadas enfermedades. Es decir, permiten detectar y analizar las partículas orgánicas que desprenden las células y que se emiten al respirar. Esta es la investigación que ya inició en el Technion, Israel Institute of Technology, donde participó en un proyecto de investigación para desarrollar una nariz electrónica que permitía detectar el olor específico de las moléculas cancerígenas. En la URV lleva a cabo el trabajo para aplicar la tecnología a la detección de diferentes  enfermedades. La nariz electrónica, asegura, permite conocer de manera precoz los primeros síntomas: "Un TAC no puede confirmar el cáncer en una fase incipiente, pero el test de aliento servirá para que se apliquen  acciones preventivas, conscientes que pueden desarrollar una determinada enfermedad", explica.

El lunes y martes de esta semana los investigadores del proyecto se han reunido en Tarragona en el encuentro que permite poner en marcha este proyecto, que está financiado por el programa europeo Horizonte 2020 con cerca de 1,4 millones de euros.

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El mosquito Aedes aegypti, puede transmitir el dengue con su picadura.

El equipo de investigadores del proyecto internacional, liderados por Radu Ionescu de la URV.