Investigación

     Para explicar en lo que estoy metido, qué mejor que un ejemplo cotidiano para luego intentar trasladaros a cómo lo hacemos. Mirad la figura 1, donde trato de explicar la problemática que estamos abordando, tomando como ejemplo su aplicación en celiaquía.

Figura 1. Esquema de lo que hacemos en el laboratorio para detectar enfermedades.

     En la actualidad se estima que el 1% de la población mundial está afectada por la enfermedad celíaca. Concretamente en España, esta estimación se sigue cumpliendo, 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. En primer lugar, se detecta 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. Y si da positivo, lo siguiente es realizar una biopsia (extracción de tejido intestinal) para certificar la presencia de la enfermedad. Toda esta información y más, la podéis ampliar muchísimo mejor en la página oficial de la Federación de Asociaciones de Celíacos de España.

     Puesto que cuanto más rápido sea el diagnóstico, mejor será para los pacientes, 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 un tiempo de respuesta claramente inferior. Pero básicamente lo hicimos así por 3 razones: la fibra óptica es biocompatible, o sea, que la podemos introducir en el cuerpo sin reacción adversa; aguata bien en entornos hostiles y un poco “guarrindongos”, como puede ser el interior de nuestra sangre y además, 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 en la que hemos vertido 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, lo cual supone una clara mejora en la detección de esta condición.


Figura 2. Aplicación de la nanotecnología para recubrir la fibra óptica con los materiales deseados. (a) Recubriendo una fibra óptica con la técnica “capa a capa” (layer-by-layer assembly, en inglés), que une electrostáticamente materiales cargados positiva y negativamente. (b) 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.

     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 con el paso del 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, 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.

     No obstante, no es sólo esto lo que me interesa. En 2012 acabé un máster de ingeniería biomédica impartido por la UPNA. Como comento en la biografía, ser teleco y máster en ello me permite ver cómo se aplican las tecnologías a la salud de las personas para mejorar su calidad de vida. Ello incluye imagen y señal médicas, historial clínico electrónico, gestión de sistemas automáticos dentro de hospitales, telemedicina,… Este es un tema que me apasiona realmente y al que le dedico bastantes de mis lecturas en mi tiempo libre. Por ello trato siempre de proponer temas de investigación o de estudio que puedan resultar de interés en este tema. Así que ya aviso desde esta plataforma que no se dude en contactar conmigo para cualquier iniciativa que esté relacionada con la aplicación de la tecnología a la salud, porque seguro que será de gran interés para mí estudiarla y ver si se puede sacar adelante algo de provecho. Gracias por adelantado ;)