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Método de análisis de orina desarrollado para la ureterolitiasis

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La ureterolitiasis (nefrolitiasis o cálculos renales) es una enfermedad que afecta al tracto urinario. Los cálculos renales se producen debido a la acumulación de ciertas sales y minerales que forman cristales, que a su vez se pegan y se agrandan para formar una masa dura en los riñones.

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Los cálculos se desplazan al tracto urinario y pueden causar sangre en la orina, un dolor considerable y obstrucciones en el sistema urinario.

El análisis metabólico de la orina de un paciente con cálculos renales para identificar los metabolitos como minerales y solutos que causan la formación de cálculos es clave para prevenir futuros cálculos. Esta prueba se realiza actualmente requiriendo que el paciente recoja su orina durante un período de 24 horas en un gran contenedor. El contenedor se envía entonces a un laboratorio para su análisis y los resultados normalmente vuelven en 7 a 10 días.

Científicos de la Universidad Estatal de Pennsylvania (University Park, PA, EE.UU.) y sus colegas desarrollaron SLIPS-LAB (Slippery Liquid-Infused Porous Surface Laboratory), un sistema de bioanálisis basado en gotas, para la medición rápida de analitos urinarios asociados a la piedra. Las propiedades ultra-repulsivas y antifouling de SLIPS, que es una tecnología de superficie de inspiración biológica, permite la manipulación autónoma de líquidos y la manipulación de muestras fisiológicas sin procedimientos complicados de preparación de muestras y equipos de apoyo.

El equipo utilizó kits de ensayo enzimáticos y colorimétricos para medir los perfiles metabólicos en la orina. El ensayo de ácido úrico se obtuvo de BioAssay Systems (Hayward CA, USA). Los experimentos de calibración se realizaron utilizando SLIPS-LAB y un lector de microplacas FlexStation 3 (Molecular Devices, San José, CA, USA). Se comparó el rendimiento de SLIPS-LAB para una prueba de orina puntual con los procedimientos manuales en placas de 96 pozos. Se realizó un estudio de validación utilizando SLIPS-LAB para detectar muestras de orina de pacientes con cálculos urinarios.

El dispositivo SLIPS-LAB de seis plexos fue diseñado para la evaluación metabólica de la enfermedad de cálculos urinarios. El dispositivo realiza ensayos colorimétricos y enzimáticos en paralelo para detectar calcio, citrato, ácido úrico, oxalato y pH, que se encuentran entre los analitos urinarios más relevantes desde el punto de vista clínico para evaluar el riesgo de cálculos y la respuesta al tratamiento. Los analitos urinarios asociados a los cálculos de muestras de orina de 24 horas de 15 individuos fueron examinados usando SLIPS-LAB. Para estudiar los perfiles metabólicos, los datos se normalizaron a los valores fisiológicos típicos de la orina de 24 horas.

Los resultados de la prueba pueden ser leídos con un escáner o un teléfono celular, y la imagen escaneada puede ser analizada con un algoritmo de computadora. Todos estos pasos, de acuerdo con los autores, tomarían aproximadamente 30 minutos en el consultorio de un médico. Un beneficio adicional, dijeron, es que SLIPS-LAB es más rentable que las pruebas regulares de 24 horas.

Pak Kin Wong, PhD, profesor de ingeniería biomédica e investigador principal del estudio, dijo, "Demostramos que SLIPS-LAB permite que el reactivo y la muestra se muevan y realicen las reacciones por nosotros. Esto significa que la tecnología no requiere que un técnico ejecute ninguna maquinaria de prueba, por lo que es posible hacer la prueba en entornos no tradicionales, como el consultorio de un médico o incluso el hogar del paciente"

Los autores llegaron a la conclusión de que el SLIPS-LAB permitirá la detección de manera oportuna y rentable y proporcionará información de diagnóstico procesable y sugerencias de tratamiento personalizado a los individuos con enfermedad de cálculos urinarios. El estudio fue publicado el 22 de mayo de 2020 en la revista Science Advances.