Diagnóstico de enfermedades basado en el análisis infrarrojo de muestras de sangre

Un enfoque novedoso, basado en espectrometría infrarroja detecta el estado de salud de una persona por medio de la monitorización de los cambios en la composición molecular de las muestras de sangre.

Los cambios en la salud de un individuo se reflejan en modificaciones características de la composición molecular de los biofluidos. Detectar esas modificaciones podría contribuir a la detección de varios estados patológicos.

Con este fin, los investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (Garching, Alemania) y colegas en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (Garching, Alemania), usaron espectrometría infrarroja transformada de Fourier (FTIR, por su sigla en inglés) para “tomar la huella digital” de muestras de suero y plasma de personas sanas, no sintomáticas.

El objetivo del estudio fue abordar cuestiones fundamentales para la aplicabilidad de la huella digital infrarroja en la monitorización de la salud, lo que significa que la estabilidad en el tiempo de los patrones moleculares en personas sanas debe estar firmemente establecida.

Inicialmente, los investigadores probaron si las huellas digitales espectrales infrarrojas podrían obtenerse a partir de muestras de suero y plasma sanguíneo a granel de manera directa y reproducible. Luego, determinaron el rango de variación biológica natural en el tiempo (variación en la persona) de las huellas digitales infrarrojas de personas voluntarias. Además, relacionaron la variación de los IMFs en el tiempo, para cualquier individuo dado, con el grado de variabilidad entre los diferentes individuos (variación entre personas) y para variabilidades operativas¬ inherentes a la práctica clínica.

Para este estudio, los investigadores usaron FITR para tomar huellas dactilares en muestras de suero y plasma sanguíneos de 31 personas sanas, no sintomáticas, a las que se les tomaron muestras 13 veces en un periodo de siete semanas y nuevamente después de seis meses. Las mediciones fueron realizadas directamente en las muestras líquidas de suero y plasma, lo que produjo un flujo de trabajo rentable en el tiempo con un alto grado de reproducibilidad.

Los resultados revelaron que la huella digital molecular infrarroja de cada donante individual permaneció estable durante los periodos, variando desde unos pocos días hasta semanas y meses, y que cada perfil temporal podía ser atribuido fácilmente al participante en cuestión. Además, las mediciones individuales llevaron a una multiplicidad de marcadores espectrales específicos de la persona, lo que permitió que se detectaran fenotipos moleculares individuales y se siguieran en el tiempo.

"Esta estabilidad, recientemente revelada, de las huellas digitales infrarrojas basadas en la sangre proporciona una base para aplicaciones futuras de espectrometría infrarroja mínimamente invasiva como un método confiable para el futuro de la monitorización de la salud”, dijo la autora senior, Dra. Mihaela Žigman, jefe del grupo de diagnóstico infrarrojo de banda ancha en el departamento de física láser en la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich. "Hablando en términos prácticos, el seguimiento permanente del estado de salud de una persona podría ser fundamental para detectar oportunamente desviaciones relevantes. Además, para sus usos en los campos de la monitorización de salud y la medicina preventiva, la biología de sistemas también se beneficiará de la disponibilidad del método”.

El estudio FITR fue publicado en la edición en línea del 8 de marzo de 2021, de la revista “Nature Communications”.

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Universidad Ludwig Maximilian de Múnich
Instituto Max Planck de Óptica Cuántica