Generador de imágenes nanoplasmónico portátil detecta la sepsis más rápido

Un dispositivo extremadamente portátil basado en un biosensor óptico a nanoescala puede detectar rápidamente biomarcadores inflamatorios en el torrente sanguíneo de un paciente.

Desarrollado en la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausana (EPFL; Suiza), el Hospital Universitari Vall dHebron (Barcelona, España) y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB, España), el nuevo dispositivo emplea una metasuperficie a base de oro que concentra la luz alrededor de miles de millones de nanohoyos. Las nanopartículas que capturan los biomarcadores de sepsis procalcitonina (PCT) y la proteína C reactiva (PCR) se distribuyen en la metasuperficie, y las que han capturado biomarcadores quedan atrapadas en los nanohoyos. Cuando se aplica una luz LED, obstruyen parcialmente la luz que pasa a través de la metasuperficie perforada, permitiendo la detección con una cámara CMOS.

En estudios de campo con una amplia gama de muestras de pacientes con sepsis, síndrome de respuesta inflamatoria sistémica no infecciosa (SIRS) e individuos sanos, el dispositivo alcanza un límite excepcional de detección de 21,3 pg/mL para la PCT y de 36 pg/mL para la PCR. Los resultados fueron validados contra el diagnóstico clínico e inmunoensayos que se utilizan actualmente, proporcionando un nivel de desempeño equivalente a las pruebas de laboratorio estándar de oro. Es importante destacar que el generador de imágenes plasmónicas puede permitir la identificación de los niveles de PCT típicos de pacientes con sepsis y de SIRS en menos de 15 minutos. El estudio fue publicado el 23 de enero de 2020, en la revista Small.

“El dispositivo demostró ser particularmente adecuado para la operación en el sitio debido a su portabilidad, componentes ópticos de bajo costo y listos para usar, y porque no involucra partes móviles o elementos microfluídicos complejos propensos a la obstrucción”, concluyeron el autor principal, Alexander Belushkin PhD, del Instituto EPFL de Bioingeniería, y colegas. “Es importante destacar que los chips sensores y los reactivos de bioensayo se pueden almacenar en el refrigerador de manera estable durante semanas y, a diferencia de los esquemas de detección óptica reportados previamente, no requieren etiquetas fluorescentes que pueden ser costosas, inestables y difíciles de producir”.

La sepsis es la principal causa de muerte en los hospitales, y una de las diez causas principales de muerte en todo el mundo y cobra una vida cada cuatro segundos. Se asocia con la respuesta inflamatoria del cuerpo a una infección bacteriana y progresa extremadamente rápido; cada hora que pasa antes de que se diagnostique y trate adecuadamente, aumenta la tasa de mortalidad en casi un 8%. El tiempo es crítico con la sepsis, pero las pruebas que se usan actualmente en los hospitales pueden tomar hasta 72 horas para proporcionar un diagnóstico.

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Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Hospital Universitari Vall dHebron
Universitat Autònoma de Barcelona