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Ciencia y Tecnología
España | 15-04-2019

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Un biosensor detecta gluten en la dieta de celíacos   
Dispositivo creado por investigadores españoles indica, en una muestra de orina, la presencia del peptído más reactivo del gluten. El test se asemeja al de gravidez
Agencia FAPESP ( Brasil )
Elton Alisson, de San Carlos. Traducción Programa INFOCIENCIA
Las personas celíacas enfrentan el desafío de asegurarse que sus dietas sean totalmente exentas de gluten, proteína presente en cereales como trigo, centeno y cebada. Eso porque el nutriente integra distintas matrices de alimentos, en diferentes formas y proporciones, por lo que, productos declarados libres de gluten pueden presentar contaminación cruzada y provocar reacciones en el organismo.

Un biosensor óptico a escala nanométrica (de la billonésima parte del metro), desarrollado por investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), de la Universidad Autónoma de Barcelona, en España, puede ayudar a los celíacos a evitar consumir gluten inadvertidamente.

El dispositivo es capaz de detectar en una muestra de orina la presencia de uno de los principales péptidos del gluten después del consumo de un alimento que contiene la proteína incluso en cantidades irrisorios, de forma simple y altamente sensible.

El nuevo método, que funciona como una prueba de embarazo vendida en farmacia, fue desarrollado por el grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del ICN2, coordinado por Laura Lechuga. Los resultados fueron presentados por la investigadora durante la Escuela São Paulo de Ciencia Avanzada en Temas Modernos en Biofotónica. Apoyada por la FAPESP, en la modalidad Escuela São Paulo de Ciencia Avanzada, el evento se desarrolló entre los días 20 y 29 de marzo en el Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP).

"El sensor puede ser especialmente útil para monitorear la dieta de niños con enfermedad celiaca, cuyos padres no pueden tener control sobre lo que comen fuera de casa. Con sólo unas gotas de orina, el dispositivo es capaz de detectar rápidamente si la persona ha ingerido la proteína en un día determinado. De ese modo, es posible evitar consumir nuevamente el alimento sospechoso de haber sido la fuente del nutriente ", dijo Lechuga a la Agencia FAPESP.

El biosensor se basa en el principio de resonancia de plásmones de superficie (SPR, por sus siglas en inglés). Por este método, la cuantificación de la sustancia de interés se hace midiendo el índice de refracción (desviación angular de la luz), cantidad de luz absorbida, propiedades fluorescentes de las moléculas analizadas o medio de transducción químico-óptico, que "traduce" la señal química en óptica.

Gracias a un detector óptico, el dispositivo es capaz de identificar y cuantificar el péptido 33-mer a-2-gliadina, considerado el más reactivo del gluten.

"Uno de los subproductos resultantes del metabolismo del gluten es ese péptido resistente al proceso de digestión y detectable en la orina y las heces", explicó Lechuga.

A fin de evaluar el desempeño del biosensor en términos de sensibilidad, selectividad y reproducibilidad, los investigadores realizaron un estudio con 44 pacientes celíacos que seguían una dieta exenta de gluten, hacía por lo menos dos años.

Los pacientes fueron clasificados al inicio de la investigación como asintomáticos o sintomáticos por medio de un cuestionario de escala de síntomas gastrointestinales. La presencia del gluten en la dieta fue evaluada también con un cuestionario sobre los alimentos ingeridos en los días anteriores y con un examen para detectar la presencia del péptido 33-mer a-2-gliadina en muestras de orina.

Los resultados de las pruebas indicaron que el 25% de los pacientes tenían al menos un resultado positivo para el péptido 33-mer a-2-gliadina, siendo el 39% asintomáticos y el 15,8% sintomáticos.

"Constatamos que el biosensor es capaz de detectar el consumo inadvertido de gluten por personas celíacas que siguen una dieta exenta de esa proteína desde hace bastante tiempo, independientemente de que presenten síntomas de la enfermedad celíaca", dijo Lechuga.

El dispositivo fue capaz de detectar la presencia del péptido 33-mer a-2-gliadina en muestras de orina con un límite mínimo de 0,33 nanogramos por mililitro (mL).

"Demostramos que esta técnica que desarrollamos puede traducirse en una oportunidad para el desarrollo de pruebas point of care [usados en el local de atención, como en domicilio] para un monitoreo eficiente, simple y preciso de la dieta y para el acompañamiento de personas con enfermedad celíaca ", afirmó Lechuga.

Asociación con empresas
Algunos otros biosensores desarrollados por el grupo de Lechuga en España deben llegar en breve al mercado a través de empresas fabricantes de equipos y dispositivos médicos. Uno de ellos es un biosensor para monitorear la dosis de anticoagulante utilizada por pacientes con enfermedades cardiovasculares o trombosis.

También basado en el método SPR, el dispositivo está compuesto por nanoestructuras de oro que detectan, a partir de una muestra de sangre, si la dosis del medicamento anticoagulante consumida por el paciente es la adecuada. Si es baja, por ejemplo, el paciente corre el riesgo de coagulación de la sangre; si está muy por encima del límite recomendado, puede desencadenar hemorragias internas.

"Ya conversamos con algunas empresas multinacionales que se interesaron en producir y comercializar el dispositivo, que funciona como una prueba de glucosa utilizada por diabéticos", comparó Lechuga.

"Con sólo unas gotas de sangre, el biosensor es capaz de detectar si la dosis del medicamento que el paciente tomó fue suficiente o excesiva y, de esa forma, permite administrar mejor la dosis", dijo.

Otros biosensores desarrollados por los investigadores en los últimos años se dirigen a la detección precoz de cáncer de pulmón y de ovario, además de dispositivos para analizar la contaminación del agua.

“Una de las ventajas de los biosensores ópticos, como los que tenemos desarrollados, es que son mucho más sensibles que los fotónicos y los electroquímicos. Esos dispositivos son capaces de detectar compuestos de interés en bajísimas cantidades de muestra de materiales, tales como células”, explicó Lechuga.