La próxima frontera del monitoreo continuo de la salud podría ser superficial.
Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Cincinnati dicen que el líquido intersticial, el líquido acuoso que se encuentra entre y alrededor de las células, tejidos u órganos del cuerpo, podría proporcionar un medio excelente para el diagnóstico temprano de enfermedades o el control de la salud a largo plazo.
En un artículo publicado en la revista Naturaleza Ingeniería Biomédicadescribieron las ventajas potenciales y los desafíos tecnológicos del uso de líquido intersticial.
«La razón por la que lo vemos como un fluido de diagnóstico valioso es el acceso continuo. Con la sangre, no se pueden tomar lecturas continuas fácilmente», dijo el doctorado de la UC Mark Friedel, coautor principal del estudio.
«¿Te imaginas pasar el día con una aguja clavada en la vena todo el día? Así que necesitamos otras herramientas».
Los investigadores están buscando alternativas para monitorear la salud y el bienestar de una persona. El sudor es un buen medio para medir ciertas cosas como el estrés o la ansiedad porque contiene hormonas como el cortisol. Pero el cuerpo es tacaño con otras sustancias químicas que no se liberan tan fácilmente en el sudor, dijo Friedel.
«Las glándulas sudoríparas son grandes filtros que no permiten que todo pase», dijo. «Entonces, más de la mitad de las cosas que queremos monitorear no tienen acceso al sudor».
La sangre es el estándar de oro para el control de la salud. Pero las personas también tienen litros de líquido intersticial que representan hasta el 15 % de su peso corporal.
«La característica clave de la sangre que la hace tan ventajosa es que entendemos muy bien la sangre», dijo Friedel. «Si tiene algo en la sangre, sabemos lo que sucederá con su corazón o su hígado», dijo.
Los investigadores dijeron que el líquido intersticial contiene muchas de las mismas sustancias químicas en las mismas proporciones que la sangre, lo que ofrece una alternativa potencial al costoso y lento trabajo de laboratorio.
El estudio describió las diversas formas en que los médicos pueden tomar muestras del líquido intersticial, desde aplicar succión en la piel hasta implementar la microdiálisis.
«Como ingenieros biomédicos, uno de nuestros mayores objetivos es ayudar a las personas a manejar mejor su salud al hacer que los diagnósticos sean más accesibles», dijo el coautor principal Ian Thompson de la Universidad de Stanford.
«Una gran barrera para esta accesibilidad es que la mayoría de los diagnósticos actuales se basan en muestras de sangre, lo que puede ser doloroso y requiere personal capacitado para realizarlo. Por lo tanto, en los últimos años ha habido un interés creciente en usar líquido intersticial justo debajo de la piel como muestra de diagnóstico. que es más accesible y menos doloroso de extraer».
En el Laboratorio de Dispositivos Nuevos del profesor de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC, Jason Heikenfeld, los estudiantes están desarrollando sensores para medir las hormonas y otras sustancias químicas en el líquido intersticial. Usan microagujas de menos de 1 milímetro de largo que perforan la piel a través de un pequeño parche.
«Si tuviera una astilla, probablemente se hundió más en la piel que nuestras microagujas», dijo Friedel. «Por lo general, son indoloros. No lo siento la mayor parte del tiempo. La parte más incómoda es quitar la cinta que sujeta el dispositivo».
Pero incluso si no sabes que está ahí, tu cuerpo sí lo sabe, dijo Friedel. Y esta diminuta reacción puede afectar los resultados de la prueba.
«Hay un efecto de observador de Schrödinger con el fluido intersticial. Cada vez que intentas recolectarlo y medirlo, inherentemente cambias el fluido en sí», dijo Friedel. «Si te clavas una aguja en la piel, tu cuerpo se inflama y luego tu [sample] los niveles cambian. Para el biomonitoreo continuo, queremos conocer esas concentraciones tal como son cuando no lo están pinchando con una aguja pequeña.
«Es por eso que es un líquido tan desafiante que no se ha usado fuera del control de la diabetes».
Aún así, dicen los investigadores, el líquido intersticial es una gran promesa para monitorear la salud a través de tecnología portátil. Esto podría ayudar a los médicos a rastrear la eficacia de los medicamentos para garantizar la dosis adecuada o proporcionar un diagnóstico temprano de enfermedades mediante el control del sistema inmunitario.
Pero Friedel dijo que aún queda mucho por aprender.
«Estamos tratando de desbloquear la caja y leer las instrucciones que contiene para comprender qué hay en el líquido intersticial y cuáles son los potenciales para explotarlo», dijo.
Friedel y Thompson trabajaron con el coautor Heikenfeld, la Facultad de Farmacia James L. Winkle de la UC, los Laboratorios Nacionales Sandia en Nuevo México y la Universidad Estatal del Sureste de Missouri.
El estudio fue financiado a través de subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias, la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU. y la Oficina de Investigación Naval de EE. UU.
