Detección de infecciones

Un sensor basado en un gel envía una alerta si se infecta una herida.

Un sensor inalámbrico detecta una enzima secretada en las infecciones. [ZE XIONG]

Cuando las bacterias penetran en una herida, pueden amenazar nuestra salud o incluso nuestra vida si no las descubrimos a tiempo. Un nuevo sensor podría situarse entre los vendajes y enviar una alerta a un teléfono móvil cercano cuando la población bacteriana se adentre en terreno peligroso.

La piel humana sana está cubierta de bacterias que enseguida colonizan las heridas abiertas, como Staphylococcus aureus y Escherichia coli. Para evitar que esos microorganismos se propaguen por el cuerpo, lo que podría causar lesiones permanentes o incluso la muerte, es necesario limpiar la herida infectada y tratarla con antibióticos o (en los casos más extremos) amputar el miembro afectado. Los médicos determinan si existe infección examinando la herida o tomando una muestra y analizándola en el laboratorio. Pero eso obliga a retirar el vendaje, lo que puede retrasar la curación. Además, los exámenes visuales son subjetivos, los análisis de muestras llevan tiempo y en ambos casos es necesaria la presencia física del paciente.

Para resolver esos problemas, se han desarrollado dispositivos que se colocan bajo las vendas y controlan de forma ininterrumpida signos indirectos de la infección, como los cambios en la temperatura o la acidez de la herida. Ahora, los científicos de la Universidad Nacional de Singapur han creado un sensor de infecciones aún más directo.

El nuevo instrumento detecta una enzima llamada desoxirribonucleasa, o DNasa. Esta sustancia constituye un indicador fiable de la infección porque las bacterias patógenas la producen en grandes cantidades en el interior de una herida, algo que no ocurre en la piel sana. Así pues, buscar esa enzima reduce la probabilidad de obtener falsos positivos. Además, la DNasa se acumula antes de que aparezcan otros signos de la infección. El nuevo sistema de alerta, bautizado como WINDOW (siglas inglesas de «detección inalámbrica de infecciones en heridas»), se presentó en un artículo publicado en Science Advances.

La detección de la enzima se basa en un material viscoso denominado hidrogel de ADN, formado por cadenas de ADN entrelazadas. Los investigadores desarrollaron un tipo concreto de hidrogel que se mantiene estable en entornos acuosos como el cuerpo humano, pero que empieza a descomponerse en presencia de la DNasa. Un chip conectado al gel detecta ese proceso y envía una señal a un teléfono móvil. La señal se transmite mediante un proceso inalámbrico y que no requiere baterías denominado comunicación de campo cercano (NFC, por sus siglas en inglés), el mismo que nos permite pagar acercando la tarjeta de crédito a un lector.

«Acoplando el hidrogel de ADN al chip, podemos crear un dispositivo sin pilas que cabe bajo el vendaje de una herida», explica el coautor del estudio John Ho, ingeniero eléctrico en la Universidad Nacional de Singapur. Las personas con heridas crónicas o que reciben el alta tras una operación podrían controlar su estado situando su teléfono junto al vendaje un par de veces al día. Si el aparato recibe una alerta de infección, enviaría un mensaje a un médico o le indicaría al paciente que acudiera al hospital para recibir antibióticos.

Se han probado otros métodos para detectar infecciones, como técnicas de imagen avanzadas para vigilar la proliferación bacteriana o «narices electrónicas» que perciben las señales químicas de una infección. «Hay muchas ideas que, en principio, han demostrado ser útiles», asegura June Mercer-Chalmers, directora de proyectos de la Universidad de Bath ajena al estudio, pero que participó en el desarrollo de una prueba ultrarrápida y barata para detectar infecciones tomando muestras con un hisopo.

Al final, según Mercer-Chalmers, todo se reduce a lo práctica que resulte una herramienta: si es asequible, requiere equipos complejos o debe superar barreras legales. Y subraya que el sistema WINDOW precisa componentes electrónicos y acceso a un teléfono inteligente, lo que podría ponerlo fuera del alcance de algunas personas y sistemas hospitalarios. Ho replica que los sensores WINDOW cuestan menos de 10 dólares y podrían fabricarse con métodos de producción ya existentes.

El equipo de Ho ha expuesto el hidrogel de ADN a muestras de 18 personas con úlceras diabéticas del pie, algunas de ellas con infección por S. aureus, para determinar cuánto se degrada el material en presencia de la bacteria. Los investigadores también usaron el dispositivo en seis ratones de laboratorio con heridas expuestas a la misma bacteria, y detectaron las infecciones en menos de 24 horas, antes de que aparecieran signos físicos. Puesto que el sensor WINDOW aún se halla en una fase inicial, Ho pretende seguir realizando ensayos con grupos más amplios de pacientes y en heridas infectadas con otras bacterias. «En teoría», concluye, «debería funcionar con muchas otras cepas, puesto que poseen mecanismos similares de secreción de DNasa».

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