La insuficiencia cardiaca es una enfermedad que afecta a 26 millones de personas en el mundo. Actualmente, es la causa de hospitalización más frecuente entre los mayores de 65 años. En España, las enfermedades relacionadas con esta dolencia fueron la principal causa de mortalidad hasta 2020, según el Instituto Nacional de Estadística (INE). 

Un diagnóstico eficaz y rápido puede ser clave para su tratamiento. En la actualidad, el seguimiento se realiza mediante la cuantificación de biomarcadores en análisis de sangre. Lo que significa que la obtención de los resultados no es inmediata.

Un proyecto europeo, con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado un dispositivo que detecta la insuficiencia cardiaca a través de muestras de saliva. Está construido a partir de sistemas microelectrónicos, sensores integrados, compuestos bioquímicos y nanopartículas magnéticas. Además, es portátil y de bajo coste.

Diagnóstico rápido

Su funcionamiento se basa en un biosensor microelectrónico que es capaz de detectar uno de los biomarcadores de la insuficiencia cardiaca (el factor de necrosis tumoral-α, TNF-α) en la saliva del paciente. El equipo ha experimentado con muestras de saliva artificial y humana que indican una alta sensibilidad a la concentración de TNF-α.

“Los dispositivos biosensores se integran en un ‘laboratorio-en-un-chip’ con los que realizar ensayos inmunológicos completos, que miden la concentración del biomarcador”, explica Joan Bausells, investigador del CSIC que lidera la contribución del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) al proyecto. “A través del sistema integrado se aprovechan las propiedades intrínsecas de amplificación electrónica del transistor para aumentar la sensibilidad”.

Por otra parte, el equipo del investigador Francesc Teixidor, del Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona del CSIC (ICMAB-CSIC), ha sintetizado las nanopartículas magnéticas del dispositivo.

“Como la concentración de los biomarcadores en la saliva es menor que en la sangre, necesitamos hacer una preconcentración. Para ello, utilizamos nanopartículas magnéticas funcionalizadas con anticuerpos específicos que capturan estos biomarcadores”, describe Teixidor.

“El reto más importante –añade– ha sido lograr unas nanopartículas lo suficientemente estables como para no precipitarse y para circular por los canales microfluídicos del dispositivo”.

Proyecto europeo

Este laboratorio portátil ha sido diseñado en la plataforma KardiaTool, una iniciativa financiada dentro del programa Horizonte 2020. El proyecto ha recibido 4,9 millones de euros desde 2018 y cuenta con la participación de 14 instituciones de nueve países europeos.

El Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y el Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona del CSIC (ICMAB-CSIC) son los dos centros del CSIC implicados desde el principio y la única contribución española al proyecto. Los resultados han sido publicados en las revistas Ananytica Chima Acta, Chemosensors y Molecules. 

Este nuevo dispositivo automático no requiere profesionales especializados para su uso y es una herramienta que puede indicar rápidamente la gravedad de la insuficiencia cardiaca. “Creemos que puede ser muy útil para el personal médico, especialmente para planificar y evaluar la eficacia de los diferentes tratamientos para los pacientes”, añade Francesc Teixidor.