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Un biosensor detecta gluten en la dieta de celíacos

Un biosensor detecta gluten en la dieta de celíacos

Las personas afectadas por la enfermedad celíaca afrontan el desafío de asegurarse de que sus dietas estén totalmente libres de gluten, una proteína presente en cereales tales como el trigo, el centeno, la cebada y la malta. Sucede que además de que este nutriente integra varias matrices de alimentos, en diversas formas y en distintas proporciones, incluso los productos declarados libres de gluten pueden tener contaminación cruzada y provocar reacciones en el organismo.

Un biosensor óptico de dimensiones nanométricas (de la milmillonésima parte del metro), desarrollado por investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), de la Universidad Autónoma de Barcelona, en España, puede ayudar a los celíacos a evitar el consumo de gluten inadvertidamente.

Este dispositivo puede detectar en muestras de orina la presencia de uno de los principales péptidos del gluten tras el consumo de un alimento que contiene esta proteína, aun cuando sea cantidades irrisorias. Y lo hace de manera sencilla y altamente sensible.

El desarrollo del nuevo método, que funciona como un test de embarazo de los que se compran en farmacias, estuvo a cargo del grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del ICN2, coordinado por Laura Lechuga. La investigadora dio a conocer sus resultados durante evento que contó con el apoyo de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP.

“Este sensor puede ser especialmente útil para monitorear la dieta de niños que padecen la enfermedad celíaca, cuyos padres no logran tener control sobre lo que ellos comen fuera de casa. Con tan sólo algunas gotas de orina, el dispositivo es capaz de detectar rápidamente si la persona ha ingerido la proteína durante un determinado día. De este modo, es posible evitar el consumo del alimento sospechoso de haber sido la fuente de este nutriente nuevamente”, declaró Lechuga.

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Esquema del biosensor que detecta gluten. (Foto: ICN2)

Este biosensor se basa en el principio de resonancia de plasmones superficiales (SPR, por sus siglas en inglés). Con la aplicación de este método, la cuantificación de la sustancia de interés se lleva a cabo al medir el índice de refracción (el desvío angular de la luz), la cantidad de luz absorbida, las propiedades fluorescentes de las moléculas analizadas o el medio de transducción químico-óptico, que “traduce” la señal química en señal óptica.

Gracias a un detector óptico, este dispositivo es capaz de identificar y cuantificar al péptido 33-mer α-2-gliadina, considerado el más reactivo del gluten.

“Uno de los subproductos resultantes del metabolismo del gluten es ese péptido resistente al proceso de digestión y detectable en la orina y en la materia fecal”, explicó Lechuga.

Con el fin de evaluar el desempeño del biosensor en términos de sensibilidad, selectividad y reproducibilidad, los científicos realizaron un estudio con 44 pacientes celíacos que seguían una dieta libre de gluten desde hacía al menos dos años.

Los pacientes quedaron clasificados al comienzo de la investigación como asintomáticos o sintomáticos mediante la aplicación de un cuestionario de escala de síntomas gastrointestinales. La presencia del gluten en la dieta se analizó también con un cuestionario sobre los alimentos ingeridos durante los días anteriores y mediante un examen para detectar la presencia del péptido 33-mer α-2-gliadina en muestras de orina.

Los resultados de los test indicaron que, entre esos pacientes, el 25% presentó al menos un resultado positivo para el péptido 33-mer α-2-gliadina, con un 39% de asintomáticos y un 15,8% de sintomáticos.

“Constatamos que el biosensor es capaz de detectar el consumo inadvertido de gluten de personas celíacas que se rigen por una dieta libre de esta proteína desde hace bastante tiempo, independientemente de mostrar síntomas de la enfermedad celíaca o no”, dijo Lechuga.

El dispositivo detectó la presencia del péptido 33-mer α-2-gliadina en muestras de orina con un límite mínimo de 0,33 nanogramo por mililitro (mL).

“Demostramos que esta técnica que desarrollamos puede traducirse en una oportunidad para el desarrollo de test point of care [aplicados en el lugar de atención; a domicilio, por ejemplo] para efectuar un control eficiente, sencillo y preciso de la dieta y para realizar el seguimiento de las personas con enfermedad celíaca”, afirmó Lechuga.

Algunos otros biosensores desarrollados por el grupo de Lechuga en España saldrán pronto al mercado de la mano de empresas fabricantes de equipos y dispositivos médicos. Uno de éstos es un biosensor de monitoreo de dosis de anticoagulantes que se aplican en pacientes con enfermedades cardiovasculares o trombosis.

Este dispositivo, también basado en el método SPR, está compuesto por nanoestructuras de oro que detectan en muestras de sangre si las dosis del medicamento anticoagulante aplicadas a los pacientes son las adecuadas. De ser bajas, por ejemplo, los pacientes corren el riesgo de padecer una coagulación de la sangre, y si se ubicasen muy por encima del límite recomendado, pueden desencadenarse hemorragias internas.

“Hemos conversamos con algunas empresas multinacionales que se interesaron en producir y comercializar este dispositivo, que funciona como el test de glucosa que usan los diabéticos”, comparó Lechuga.

“Con tan sólo algunas gotas de sangre, el biosensor puede detectar si la dosis del medicamento que el paciente tomó fue suficiente o fue excesiva y, de ese modo, le permite a éste administrarla mejor”, dijo.

Otros biosensores que los investigadores desarrollaron durante los últimos años se destinan a la detección precoz del cáncer de pulmón y de ovario, además de dispositivos para analizar la contaminación del agua.

“Una de las ventajas de los biosensores ópticos como los que hemos desarrollado reside en que son mucho más sensibles que los fotónicos y los electroquímicos. Estos dispositivos pueden detectar compuestos de interés en bajísimas cantidades de muestras de materiales tales como células”, explicó Lechuga. (Fuente: AGENCIA FAPESP/DICYT)

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