Simple análisis de sangre podría predecir riesgo de enfermedad de Alzheimer 20 años antes de que aparezcan síntomas

La demencia es una de las principales causas de mortalidad y los métodos tradicionales para diagnosticar la enfermedad de Alzheimer suelen requerir procedimientos invasivos y costosos en los hospitales, como punciones lumbares. Estos pueden resultar extenuantes para las personas tanto física como emocionalmente. Ahora, un simple análisis de sangre asequible y no invasivo podría ofrecer una manera de predecir la probabilidad de que alguien desarrolle enfermedad de Alzheimer o esclerosis múltiple (EM) décadas antes de la aparición de los síntomas clínicos.

Físicos de la Universidad Nacional de Australia (Canberra, Australia) idearon un método que emplea una membrana de dióxido de silicio con poros microscópicos, en conjunto con inteligencia artificial (IA), para buscar proteínas en la sangre. Este método tiene como objetivo detectar signos tempranos de neurodegeneración mediante la identificación de biomarcadores específicos que podrían indicar las etapas iniciales de la enfermedad de Alzheimer. El proceso requiere solo una pequeña muestra de sangre y podría ofrecer resultados casi de inmediato. Esto permitiría a los médicos locales realizar la prueba, eliminando así la necesidad de un viaje al hospital, lo que podría ser particularmente beneficioso para personas de comunidades rurales y distantes.

Este innovador dispositivo es compacto, de tamaño similar a un teléfono inteligente, e incorpora un chip de silicio con una membrana que separa cámaras llenas de una solución conductora que contiene la muestra de sangre. Cuando una corriente eléctrica atraviesa la membrana, el paso de proteínas a través de los nanoporos provoca caídas momentáneas en la corriente. Los gráficos de las caídas de corrientes, altamente resueltos en el tiempo, revelan las firmas únicas de cada proteína, que el sistema de inteligencia artificial puede identificar para señalar marcadores de enfermedad. Dado que las proteínas son esenciales para la vida y contienen información específica única para cada persona, pueden revelar información vital sobre la salud, como indicaciones del deterioro de las células cerebrales.

Detectar proteínas relacionadas con la neurodegeneración temprana en la sangre es similar a encontrar una aguja en un pajar. Gracias a su alto rendimiento y a la gran cantidad de proteínas individuales que pasan a través del poro, el dispositivo puede localizar estos biomarcadores "aguja" en el "pajar" de la sangre. La membrana, a pesar de su perfil delgado, es duradera. Su mayor sensibilidad es clave para detectar concentraciones bajas de proteínas, lo cual es esencial porque sólo pequeñas cantidades de proteínas neuronales atraviesan la barrera hematoencefálica para aparecer en las muestras de sangre. La IA utilizada en este proceso es versátil y está diseñada para detectar simultáneamente una variedad de afecciones neurológicas, incluida la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

El equipo de investigación está mejorando aún más las capacidades de detección del dispositivo con un diseño mejorado que presenta un nanoporo cónico dentro de una membrana más gruesa. En este modelo mejorado, las proteínas interactúan con la entrada cónica, ralentizándose a medida que pasan a través de ella. Esta interacción proporciona un perfil más prolongado y detallado de las caídas de corrientes. Los investigadores también están explorando nuevas formas de poros, como conos dobles y embudos, construidos utilizando la instalación aceleradora de iones pesados cuyo bombardeo de iones se puede controlar con precisión para crear pistas de daño que pueden generar una variedad de formas de poros después del grabado posterior. Si bien el Alzheimer sigue siendo incurable, la detección temprana del riesgo de padecerlo (hasta veinte años antes de que aparezcan los síntomas clínicos) podría mejorar sustancialmente los resultados de salud de los pacientes. Se espera que la técnica de detección esté disponible dentro de los próximos cinco años.

"En lugar de esperar semanas para obtener el resultado, una medición típica tomaría unos 15 minutos y los resultados están disponibles casi en tiempo real", dijo el investigador PhD y coautor Shankar Dutt. "Si esa persona puede conocer su nivel de riesgo con tanta antelación, entonces tendrá tiempo suficiente para empezar a hacer cambios positivos en su estilo de vida y adoptar estrategias de medicación que puedan ayudar a desacelerar la progresión de la enfermedad".

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Universidad Nacional de Australia