Crean lector de ADN “miniaturizado” para diagnosticar enfermedades

Desde hace más de una década, Luis Vaca Domínguez, investigador del Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), trabaja en el desarrollo de un sistema de diagnóstico molecular portátil basado para teléfonos inteligentes, capaz de identificar alteraciones genéticas que adviertan alguna enfermedad y así obtener un diagnóstico en segundos.

La tecnología no solo permitiría mantener un control sobre una pandemia, como una nueva cepa del virus de la influenza o ébola, sino además para prevenir los efectos de un ataque bioterrorista o simplemente para mejorar la atención de la medicina personalizada.

De acuerdo con el investigador de la UNAM -institución que forma parte de la mesa directiva del Foro Consultivo Científico y Tecnológico-, la tecnología que desarrollan consiste en un lector de microarreglos que permite leer hasta 600 genes diferentes de patógenos o de la persona que podría sufrir algún padecimiento. “Esto nos permite identificar si en estos genes hay mutaciones o identificar patógenos, como una infección por influenza e incluso qué subtipo viral, por ejemplo”.

El científico apunta que ya existen lectores de microarreglos, no obstante, son aparatos muy grandes y complejos y el proceso de lectura genética puede llevar varios días. El que su equipo desarrolla permite una lectura de aproximadamente un minuto y es portátil debido a que se acopla a un teléfono móvil. Esto permite mandar el diagnóstico molecular a cualquier parte del mundo, al médico u hospital.

Los microarreglos de ácido desoxirribunocleico (ADN) son un grupo ordenado de muestras de genes reunidas en una superficie pequeña de vidrio, plástico o silicio en la que caben alrededor de 10 mil muestras por centímetro cuadrado. En la era de la secuenciación de genomas completos de varios organismos, los microarreglos son una de las herramientas más útiles de la biología molecular y las ciencias genómicas, pues facilitan el análisis simultáneo de miles de genes en pequeños espacios.

Hace algunos años, investigadores de los cambios en la expresión de los genes debían analizarlos uno por uno, pero hacia finales de la década de 1980, comenzó el desarrollo de estos dispositivos para leer de manera simultánea miles de los genes de un organismo en un solo experimento.

Luis Vaca avizora que este tipo de tecnología permitiría no solo tener una red de monitoreo nacional epidemiológica, incluso ante emergencias como epidemias, sino además problemas de salud relacionados con enfermedades metabólicas o genéticas. “Más aún, montar un sistema de defensa contra bioterrorismo: cualquier patógeno utilizado en ello puede montarse en el sistema epidemiológico de monitoreo portátil”.

Añade que además se podrían llevar este tipo de dispositivos a comunidades aisladas donde carezcan de electricidad, puesto que el lector utiliza una batería que dura ocho horas, de esta forma se diagnosticarían cientos de pacientes, ya que el análisis tomaría menos de un minuto por persona. “Así, se brindaría atención en salud de primer nivel en regiones marginadas”.

La tecnología también tendría un uso común en los consultorios médicos, menciona el científico universitario. Por ejemplo, mientras un paciente espera su turno, “en vez de leer una revista” podría pasar con la enfermera para que le tomen una muestra de ADN para emplearla en el lector.

“Entonces, además de mejorar el diagnóstico del paciente, el médico personalizaría su tratamiento y sabría si tiene sensibilidad a algún fármaco o es alérgico, ese sería el futuro”.

El dispositivo es una especie de carcasa que se instala al teléfono inteligente, el cual emplea su cámara para detectar los genes. “Aunque las cámaras de los teléfonos móviles son buenas no son de calidad científica, por ello diseñamos un sistema de óptica, ya patentado, que se acopla y porta un sistema de iluminación a base de láseres que ilumina los genes y da una señal específica en presencia de un gen definido”.

De manera general actúa de la siguiente forma: con el láser se produce una onda electromagnética que al interactuar con las moléculas de ADN produce luz, si hay moléculas del virus de influenza, por ejemplo, genera una luz específica y la serie de lentes hace que la cámara del móvil la detecte y transforme en información que traduce en cantidad de moléculas pegadas, virus o mutaciones que se encuentren en el material genético.

“Es utilizar la luz como un mensajero por si hay algún problema. En física se conoce como onda electrónica evanescente y la forma en que la producimos la hemos patentado también”. El lector involucra cinco tecnologías diferentes, explica el investigador, de las cuales, ya han patentado tres, en tanto que las otras dos se encuentran en vías de estarlo.

El lector es capaz de identificar secuencias de patógenos o de mutaciones en humanos desde virus de hepatitis y Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH), hasta enfermedades metabólicas y síndrome de Down. “Todo se puede detectar con el lector, que está basado en el conocimiento existente de las secuencias de genomas o de virus”.

Esta tecnología tiene una velocidad de diagnóstico muy alta y este tipo de miniaturización no se había intentado antes, apunta Vaca Domínguez.

Desarrollar un lector de estos es muy caro, agrega, pero una vez que se produzcan en serie los costos se abaratarían, al igual que sucedió con los teléfonos inteligente.