Desenvolupen un dispositiu en paper per al diagnòstic ràpid de malalties pulmonars
Un equip de l'IMB-CNM-CSIC ha coordinat el disseny d’un instrument que combina microfluídica en paper i transducció electroquímica. Detecta de manera fàcil i ràpida la malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC), tercera causa de mortalitat en el món, i la seva versatilitat permet la seva aplicació a la detecció d’uns altres biomarcadores diana, com per exemple seqüències específiques de l'ARN del virus SARS-CoV-2.
Foto: Els investigadores César Fernández-Sánchez i Manuel Gutiérrez-Capitán posen amb el dispositiu de paper al laboratori. Crèdit: Dani Ortega.
Un dispositiu que combina microfluídica en paper, transducció electroquímica i immunoassajos sobre nanopartícules magnètiques és capaç de detectar biomarcadors d'inflamació en mostres d’esput, útil per al diagnòstic fàcil i ràpid de malalties pulmonars. Es tracta d’una recerca coordinada per l’Institut de Microelectrònica de Barcelona del CSIC (IMB-CNM-CSIC) i els resultats de la qual es publiquen ara en la revista ACS Sensors.
El desenvolupament és fruit de la col·laboració entre l’IMB-CNM-CSIC, l’Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC), l’Institut de Recerca Sanitària Illes Balears (IdISBa), el Departament d’Enginyeria Química de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa (CIBER-BBN), el Centre de Física – Universidade do Minho – Universidade do Porto (CF-UM-UP) de Portugal i l’empresa Cellvax, SAS de França.
"Es tracta d’un dispositiu compacte, de baix cost i de fàcil maneig que mesura de manera simultània tres biomarcadors en esput, els nivells del qual es veuen alterats en pacients amb que pateixen episodis més greus de malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC)", indica César Fernández-Sánchez, coordinador del treball i investigador de l’IMB-CNM.
El dispositiu consisteix en una matriu de cel·les electroquímiques integrades en un xip i un component de paper incorporats en un cartutx de metacrilat, i permet determinar de manera simultània tres biomarcadors d'inflamació, la interleuquina-8 (IL-8), el factor de necrosi tumoral alfa (TNF-α) i l’enzim mieloperoxidasa (MPO). La concentració d’aquests marcadors en l’esput ajudaria a la detecció precoç de diferents estadis d’MPOC.
Actualment, l’MPOC és la tercera causa de mortalitat en el món i es detecta mitjançant una prova de funció respiratòria per espirometria. En països de rendes mitjana i baixa no sol estar disponible, provocant que l’índex de mortalitat per aquesta malaltia sigui elevat i que el 90% de les defuncions es donin en pacients de menys de 70 anys, segons dades de l’Organització Mundial de la Salut.
"La versatilitat de la tecnologia de diagnòstic presentada es pot adaptar fàcilment a la detecció d’uns altres biomarcadors diana, com són seqüències específiques de l'ARN del virus SARS-CoV-2", tal com apunta Manuel Gutiérrez-Capitán, investigador de l'IMB-CNM.
El treball va començar en el marc del projecte LungCheck (ERANET-EuroNanoMed II) i va continuar dins de la Plataforma Temàtica Interdisciplinària del CSIC Salut Global.
Article de referència: Manuel Gutiérrez-Capitán, Ana Sanchis, Estela O. Carvalho, Antonio Baldi, Lluïsa Vilaplana, Vanessa F. Cardoso, Álvaro Calleja, Mingxing Wei, Roberto de la Rica, Javier Hoyo, Arnau Bassegoda, Tzanko Tzanov, María-Pilar Marco, Senentxu Lanceros Méndez, y César Fernández-Sánchez. Engineering a Point-of-Care Paper-Microfluidic Electrochemical Device Applied to the Multiplexed Quantitative Detection of Biomarkers in Sputum. ACS Sensors. DOI: doi.org/10.1021/acssensors.3c00523
Muntatge de la matriu de cel·les electroquímiques integrades en un xip i el component de paper incorporat a un cartutx de metacrilat. Crèdit: Dani Ortega.