Sensor electroquímico de lactato y ATP en sangre basado en enzimas monitorea gravedad de la enfermedad

Los científicos han desarrollado un sensor de prototipo que podría ayudar a los médicos medir rápidamente el trifosfato de adenosina (ATP) y los niveles de lactato en muestras de sangre de los pacientes, ayudando en la rápida evaluación de la gravedad de las enfermedades.

El biosensor desarrollado por científicos de la Universidad de Hokkaido (Hokkaido, Japón) puede detectar niveles de ATP y lactato en sangre con gran sensibilidad en tan solo cinco minutos. El ATP es una molécula que se encuentra en cada célula viva que almacena y transporta energía. En los glóbulos rojos, el ATP se produce mediante una vía bioquímica denominada vía de Embden-Meyerhof. Las enfermedades graves, como la insuficiencia orgánica múltiple, la sepsis y la gripe, reducen la cantidad de ATP que producen los glóbulos rojos. Como tal, la gravedad de estas enfermedades podría medirse monitoreando las cantidades de ATP y lactatos en la sangre de un paciente.

Imagen: prototipo de sensor de ATP y lactato (Fotografía cortesía de la Universidad de Hokkaido)

El nuevo biosensor sigue un proceso sencillo. Se agregan productos químicos a una muestra de sangre para extraer ATP de los glóbulos rojos. Luego se agregan enzimas y sustratos para convertir el ATP y lactato en el mismo producto que puede detectarse mediante electrodos especialmente modificados en un chip sensor. La intensidad de la corriente generada en los electrodos depende de la cantidad de subproducto presente en la muestra. El equipo realizó pruebas paralelas y descubrió que otros componentes presentes en la sangre, como el ácido ascórbico, el ácido pirúvico, el difosfato de adenosina (ADP), los iones de urato y potasio, no interfieren con la capacidad de los electrodos para detectar con precisión ATP y lactato. También compararon su sensor con los disponibles actualmente y descubrieron que permitía la medición relativamente simple y rápida de las dos moléculas. A continuación, los investigadores pretenden simplificar aún más el proceso de medición integrando un método de extracción de ATP en el propio chip. También planean hacer que su sistema de sensores sea aún más compacto.

“Esperamos que nuestro sensor permita monitorear la gravedad de la enfermedad y sirva como una herramienta para diagnosticar y tratar a los pacientes ingresados ​​en unidades de cuidados intensivos”, dijo el químico aplicado de la Universidad de Hokkaido, Akihiko Ishida.

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Universidad de Hokkaido