martes, 5 de enero de 2016

Roscón de Reyes... ¿con o sin gluten?

Comenzamos el año con una imagen ligeramente renovada, pero persiguiendo el mismo objetivo. En este caso, se trata de un reciclaje de una contribución que presenté al concurso “Tesis en 3 minutos” del año pasado. No pudo ser, pero creo que lo pude condensar suficientemente bien como para transmitirlo por aquí.

Quizás, enmarcarlo en una posible aplicación puede que sea más apropiado para introduciros en lo que hago. Algo ya os adelanté en esta entrada. Puede que en un tono más amigable pero desde luego más alejado de la realidad. Ya me diréis si lo consigo en esta entrada, donde hablaremos de la celiaquía.

Mirad la figura 1, donde se representan los datos actualizados de la evolución de la celiaquía en los últimos años.

Figura 1. Evolución global de casos de celiaquía diagnosticados.

En la actualidad se estima que el 1% de la población mundial está afectada por la enfermedad celíaca. También en España se cumple esta afirmación, con la salvedad de que se cree que el 75% de los afectados aún no está diagnosticado. Se trata, por tanto, de una problemática actual y global. Podría decirse que, en general, aquellos países desarrollados o en vías de desarrollo son los que más sufren los efectos de la celiaquía, al consumir mayores cantidades de trigo. Sin embargo, no se puede aventurar nada acerca de cómo afecta esta condición a nivel global ni su distribución, ya que aún faltan datos y hay que analizar la predisposición genética actual a padecer celiaquía.

La celiaquía es una enfermedad autoinmune (o sea, que va en contra del propio cuerpo), hereditaria (o sea, que está escrito en nuestros genes si la podemos padecer o no) y que está relacionada con una intolerancia a la gliadina, proteína del gluten, presente en diversos cereales como el trigo, la cebada, el centeno y (parece ser que también) la avena. Lo que ocurre en el interior del cuerpo de los celíacos es que ellos generan erróneamente unas defensas llamadas anticuerpos anti-gliadina, contra esta proteína, no permitiendo su absorción dentro del intestino delgado y obstruyendo la entrada del resto de nutrientes vitales. Como consecuencia, el intestino se inflama y comienzan los síntomas que pueden ser de diversa índole, aunque generalmente digestivos.

El diagnóstico actual de esta enfermedad se realiza en dos fases:
  1. Detección de la presencia de anticuerpos anti-gliadina en sangre, para lo cual es necesario realizar una analítica que puede costar días entre la prueba y la posterior citación.
  2. Si da positivo, lo siguiente es realizar una biopsia (extracción de tejido intestinal) para certificar la presencia de la enfermedad.
En caso de detectar la enfermedad, el régimen de comidas se vuelve bastante estricto, ya que hay que desechar de la dieta todo aquello que pueda contener gluten, desde pan hasta embutidos. Sin embargo, afortunadamente la sociedad está tomando conciencia de ello y parece que, cada vez más, se oferta comida sin gluten adecuada para celíacos. Un buen ejemplo de ello está en este enlace. No obstante, toda esta información y más la podéis ampliar muchísimo mejor en la página oficial de la Federación de Asociaciones de Celíacos de España.

Parece claro que, cuanto más rápido sea el diagnóstico, mejor será para los pacientes. Es por ello que nuestra propuesta fue realizar una detección basada en la fijación de gliadina en una fibra óptica de manera que pudiéramos detectar los anticuerpos. Algo similar a lo que se hace hoy en día, pero con algunas ventajas, derivadas del uso de fibra óptica. A saber:
  • La fibra óptica es biocompatible, o sea, que la podemos introducir en el cuerpo sin reacción adversa,
  • aguanta bien en entornos hostiles y un poco “guarrindongos”, como puede ser el interior de nuestra sangre y…
  • su tamaño y coste son reducidos, con lo que podría usarse una muestra de plasma sanguíneo muy pequeña para realizar el diagnóstico.
Usando técnicas nanotecnológicas (ver figura 2), lo que hacemos es recubrir la fibra óptica con un material que cumple una doble función. Por un lado, nos permite fijar la gliadina y crear unas condiciones adecuadas para que las biomoléculas no se nos degraden. Por otro, nos permite sacar la luz del interior de la fibra y hacerla pasar por la zona recubierta para que interaccione con las biomoléculas (anticuerpos y gliadina). Lanzamos luz por un lado de la fibra, la recogemos por el otro y vemos lo que pasa. Acto seguido sumergimos la fibra en una disolución que imita a la sangre y que contiene anticuerpos anti-gliadina. Y vemos si hay diferencias entre la luz que recibimos antes y después de sumergir el sensor en la disolución con anticuerpos. Según nuestros últimos trabajos sobre el tema, podríamos reducir el tiempo de diagnóstico a 15 minutos y reducir la concentración mínima de positivo de 8 a 5 μg/ml, lo cual supone una mejora en la detección de esta condición.

Figura 2. Esquema de detección con fibra óptica. La nanotecnología nos sirve para recubrir la fibra óptica con los materiales deseados. Se observa en la parte inferior izquierda una Imagen al microscopio de barrido electrónico (SEM) de una punta de fibra óptica recubierta con una capa de un material cuyo grosor es de unos pocos nanómetros. Al igual que ocurre en el intestino, los anticuerpos reconocen la gliadina y se pegan a ella, interactuando con la luz que pasa a su través. Esto provoca cambios en la luz que se propaga dentro de la fibra y, por tanto, en la luz que detectamos en el otro lado.

Qué tipo de fibras o guías ópticas usar, los materiales con los que cubrir y qué fenómenos medir para obtener un diagnóstico lo más preciso posible es lo que llevo haciendo desde que comencé a obtener títulos en la universidad. Podéis encontrar más información sobre cómo lo hacemos en estas entradas que he escrito al respecto en este tiempo (1, 2 y 3). El sensor de celíacos es uno de mis logros favoritos, porque tuvo la suerte de ser premiado por la comunidad científica (la noticia, aquí), pero la idea es intentar detectar cualquier par anticuerpo-proteína o asociación entre biomoléculas que dé lugar a una enfermedad. El tiempo y, sobre todo, la investigación suficientemente financiada, dirán si estos avances pueden ser dispositivos comercializables en el futuro.

¡¡Felices reyes!! ¡¡Y disfrutad de los roscos, que los hay tanto “con” como “sin” gluten!!

Seguimos leyéndonos ;)