Dispositivo electroquímico identifica personas con mayor riesgo de osteoporosis mediante una sola gota de sangre

Con el aumento global de la esperanza de vida, la incidencia de afecciones relacionadas con la edad, como la osteoporosis, está aumentando. La osteoporosis, que afecta a alrededor de 200 millones de personas en todo el mundo, tiene una mayor incidencia entre las mujeres. La naturaleza multifacética de la osteoporosis, influenciada tanto por factores genéticos como ambientales, aumenta el riesgo de fracturas óseas. La intervención temprana es vital para reducir las consecuencias de la osteoporosis, sin embargo, las técnicas de diagnóstico actuales no permiten la detección temprana de esta dolencia. Ahora, los investigadores han desarrollado un biosensor con el potencial de identificar a las personas con mayor riesgo de osteoporosis, usando menos de una gota de sangre.

La absorciometría de rayos X de energía dual, el método predominante para evaluar los cambios en la densidad mineral ósea, no es lo suficientemente sensible para detectar la pérdida de densidad hasta que ya se ha producido un daño considerable. Varios estudios genómicos han encontrado variaciones genéticas específicas, denominadas polimorfismos de nucleótido único (PNU), que se correlacionan con un mayor riesgo de osteoporosis. Sobre la base de estos hallazgos, un equipo de investigación de la Universitat Rovira i Virgili (Tarragona, España) se propuso crear un dispositivo electroquímico portátil para detectar rápidamente cinco de estos PNU en muestras de sangre obtenidas por punción digital, lo que permitiría el diagnóstico precoz de la osteoporosis.

Imagen: Un nuevo dispositivo electroquímico puede identificar de manera rápida y económica a las personas con mayor riesgo de osteoporosis (Fotografía cortesía de ACS Central Science, 2023)

El elemento central del dispositivo es una matriz de electrodos que alberga fragmentos de ADN correspondientes a cada PNU. La aplicación de sangre total lisada a la matriz facilita la unión de cualquier secuencia de ADN coincidente con los PNU. La amplificación tiene lugar con la incorporación de polimerasa recombinasa marcada con ferroceno, lo que facilita la detección electroquímica. Esta plataforma innovadora permitió la identificación de PNU asociados con la osteoporosis en 15 muestras de sangre humana, y la validación se realizó con éxito frente a métodos alternativos. La eliminación de la necesidad de extraer ADN de la sangre agiliza el análisis, haciéndolo rápido (aproximadamente 15 minutos) y rentable (menos de $0,5 por PNU).

Además de sus resultados rápidos y asequibilidad, el dispositivo ofrece portabilidad y fácil accesibilidad, lo que hace que sea ideal para escenarios de punto de atención en lugar de limitarse a laboratorios centralizados. La versatilidad de la tecnología amplía su capacidad de adaptación para la detección de otros PNU, como lo demostraron previamente los investigadores al identificar la resistencia a los medicamentos en Tuberculosis mycobacterium a partir del esputo y predecir el riesgo de cardiomiopatía a partir de muestras de sangre. Aunque el dispositivo no diagnostica directamente la osteoporosis, tiene el potencial de ayudar a los médicos a identificar a las personas que requieren un control más estricto de la afección.

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Universitat Rovira i Virgili