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Nuevo y sencillo análisis de sangre para la tuberculosis

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La prueba de la tuberculosis es bastante sencilla en la mayoría de los casos, pero las pruebas existentes no funcionan para todos porque requieren algo que no todos, especialmente los niños y las personas con VIH/SIDA, pueden hacer: toser líquido de sus pulmones.

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Para resolver ese problema, un equipo liderado por Niaz Banaei, profesor asociado de patología y medicina, y Juan Santiago, profesor de ingeniería mecánica, han construido un prototipo de dispositivo que busca signos de tuberculosis en muestras de sangre y orina, evitando la necesidad de toser cuando se lo ordenan. Además, el dispositivo no tiene partes móviles y requiere muy poca electricidad para funcionar, lo que significa que podría ser utilizado en el mundo en desarrollo, donde se producen la mayoría de los nuevos casos de tuberculosis.

Con más de 3 millones de casos de tuberculosis sin diagnosticar cada año, el dispositivo podría tener "grandes ventajas a nivel individual y grandes ventajas a nivel de salud pública", dijo Catherine Hogan, becaria de diagnóstico de salud global e instructora visitante en el Departamento de Patología, que está colaborando en el proyecto con Banaei, Santiago y Futai Nobuyuki, un académico visitante en ingeniería mecánica.

Primeros pasos hacia una nueva prueba

La tuberculosis suele atacar los pulmones de los pacientes, por lo que para detectar la bacteria de la tuberculosis, los médicos necesitan que los pacientes expulsen líquido -el término técnico es esputo- de sus pulmones. Desafortunadamente, no todos pueden escupir esputo. Los niños y las personas con VIH/SIDA, por ejemplo, luchan por hacerlo.

Una manera de evitar este problema sería buscar en la sangre y en la orina el ADN de las bacterias de la tuberculosis. El problema es que normalmente hay poco ADN en medio de un mar de proteínas y otras moléculas.

Para desarrollar su dispositivo, el equipo necesitaba separar los fragmentos de ADN relevantes de todo lo demás en sangre y orina. Aunque los laboratorios modernos pueden manejar este desafío, el equipo quería hacer una prueba que funcionara bien en el consultorio de un médico con electricidad y equipo limitados. Eso significaba obtener una muestra de ADN lo más pura posible, usando un método tan simple como fuera posible.

Para ello, Banaei se dirigió a Santiago, cuyo laboratorio ha estado trabajando en la eliminación de impurezas del ADN y la sangre durante más de una década.

El equipo ideó un sistema que aprovecha el hecho de que el ADN y otras moléculas que se encuentran en el plasma sanguíneo y la orina tienen cargas eléctricas diferentes. Situadas en un campo eléctrico, las moléculas se mueven a diferentes velocidades.

Como resultado, el equipo puede colocar sangre u orina en un campo eléctrico de tan bajo consumo que pueden hacer funcionar el dispositivo a través de un puerto USB, esperar a que las diferentes moléculas se clasifiquen, luego recoger el ADN y realizar pruebas estándar para ver si alguna proviene de la bacteria de la tuberculosis. Aunque el equipo todavía tiene que hacer alguna preparación de las muestras, las pruebas preliminares en ocho pacientes sugieren que la nueva prueba es más simple y más confiable que los enfoques anteriores.

Próximos pasos

A continuación, el equipo tiene una subvención semilla de Stanford ChEM-H para optimizar su enfoque y probarlo en una variedad de situaciones más desafiantes; por ejemplo, necesitan averiguar qué tan bien funciona en niños de diferentes edades o qué tan bien funciona en pacientes con VIH/SIDA en diferentes etapas de la infección. También necesitan saber cómo factores como la frescura de la muestra o incluso si un paciente ya está siendo tratado por tuberculosis afectan la precisión de la prueba.

A más largo plazo, Banaei, Santiago y sus colegas esperan que su prueba pueda contribuir a un objetivo más amplio de la Organización Mundial de la Salud de eliminar completamente la tuberculosis para el año 2050. "El ritmo al que está yendo ahora mismo, no estamos haciendo lo suficiente", dijo Banaei. "Realmente necesitamos estrategias novedosas para alcanzar esos objetivos", incluidas formas novedosas de realizar pruebas para detectar la enfermedad.