El dispositivo, aún en desarrollo, podría ser una alternativa no invasiva a los actuales glucómetros, que requieren de gotas de sangre para funcionar

Para 2030, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que la diabetes mellitus pueda posicionarse como la séptima causa de mortalidad a nivel mundial. Hoy en día, más de 422 millones de personas viven con esta enfermedad, entre ellas 12 millones de mexicanos. 

Para el mejor manejo de la diabetes es necesario que quienes la padecen mantengan un monitoreo minucioso de sus niveles de glucosa. Con ello en mente, un equipo de investigadoras y estudiantes del ITESO trabaja en una alternativa a los medidores de glucosa ya disponibles en el mercado, que requieren imperativamente de una muestra de sangre para funcionar. 

Se trata de un sensor de alta sensibilidad, capaz de detectar los niveles de glucosa en muestras de saliva a través de métodos electroquímicos. A través de voltamperometría cíclica se provoca la degradación de la molécula de la glucosa, para luego medir las propiedades electroquímicas de la misma y obtener la proporción exacta de esta sustancia en la muestra de saliva. 

El dispositivo final tendrá el código necesario para convertir las señales analógicas del sensor en señales digitales, a fin de que el paciente pueda entender fácilmente los resultados de las mediciones. Se prevé que este dispositivo pueda ser portátil y operado por el propio paciente. 

La saliva, señaló Elsie Araujo Palomo, coordinadora de Ingeniería en Nanotecnología, contiene biomarcadores que permiten conocer diversas cualidades de la salud de una persona, incluida la concentración de glucosa. 

“Quisimos evitar que la prueba dependa de la toma de sangre, para lo cual se formuló una hipótesis para nanoestructurar la superficie de los electrodos del sensor y así aumentar el área superficial, de tal forma que tuvieran la capacidad de detectar menores cantidades de glucosa”, compartió la académica. 

Cabe señalar que ya existen dispositivos portátiles de medición de analitos bioquímicos específicos para la diabetes, como los glucómetros que miden la concentración de glucosa en sangre.  

El proyecto, iniciado en 2018, ha contado con el apoyo del Fondo de Apoyo a la Investigación (FAI) del ITESO y del Fondo de Desarrollo Científico de Jalisco (FODECIJAL) del Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología de Jalisco (Coecytjal) para la compra de equipo e insumos, así como para la asignación de becas. 

La ciencia detrás de la tecnología

Patricia Guadalupe López Cárdenas, asesora del Departamento de Matemáticas y Física del ITESO (DMAF), trabajó en la optimización del diseño de sensores nanoestructurados altamente sensibles al peróxido de hidrógeno, auxiliada por técnicas de superficie de respuesta (RSM), como parte de sus tesis para obtener el Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, bajo la dirección de Elsie Araujo y Juan Diego Sánchez Torres, coordinador de Ingeniería Financiera. 

Este desarrollo puede mejorar significativamente la detección de glucosa en líquidos como lágrimas y saliva bajo ciertas condiciones, lo que hace viable la creación de métodos no invasivos para el monitoreo de glucosa en pacientes con diabetes mellitus. 

Las investigaciones hechas por López Cárdenas resultaron en mejoras que hacen al sensor al menos 35 veces más sensible que el estándar para aplicaciones comerciales, por lo que esta propuesta es aplicable a muestras con bajas concentraciones de glucosa. Además de eliminar los pinchazos diarios necesarios para utilizar un medidor de glucosa a base de sangre, se espera que este sensor abone al desarrollo de dispositivos de menor costo, fácil uso y, potencialmente, que sean reutilizables. 

Proyecto de Aplicación Profesional

A través de un Proyecto de Aplicación Profesional (PAP), Priscila Rochín González y Adrián Ruiz Chávez, quienes cursan Ingeniería Química e Ingeniería en Biotecnología, respectivamente; así como Lugalzagessi Minjarez Velazco y David Arturo Palafox Garza, ambos estudiantes de Ingeniería en Nanotecnología, han buscado integrar las diferentes partes del proyecto para obtener un dispositivo final.  

El equipo ha trabajado en la reproducción de nanoestructuras ya optimizadas, en la estandarización del proceso, en un primer prototipo funcional del dispositivo y en un diseño alternativo de la nanoestructura, a fin de encontrar los parámetros idóneos para la optimización del proceso.  

“El proyecto requiere integrar muchas ramas de la ciencia. Por ejemplo, necesitamos de la electrónica para el diseño de los dispositivos; estamos en el diseño y construcción de este dispositivo electrónico que servirá para captar la señal”, señaló Lugalzagessi Minjarez. 

En tanto, Patricia Guadalupe López Cárdenas apuntó que la nanotecnología tiene un invaluable aliado en la estadística y ciencia de datos, que mucho puede hacer por la reducción de tiempos y costos en los procesos de optimización y rediseño de proyectos en el área de la electroquímica.  

Lo que sigue

Adrián Ruiz Chávez afirmó que aún faltan varias etapas de investigación y desarrollo, entre las cuales destacan armar el dispositivo electrónico, idear algún método para imprimir varios prototipos a la vez y migrar de muestras de glucosa disuelta en agua destilada a muestras de saliva, además de continuar con pruebas en el laboratorio para optimizar el sensor.  

La académica consideró que este proyecto puede ayudar a acercar tecnología a las comunidades más alejadas. Apuntó además que, si bien por el momento se está considerando el monitoreo de glucosa enfocado a la diabetes, podría cambiarse la molécula a detectar para que el dispositivo pueda aportar información valiosa para el diagnóstico y el monitoreo de enfermedades renales, algunos tipos de cáncer o covid. Aunque al momento está pensado que el sistema trabaje con saliva, también podría adaptarse para trabajar con otros fluidos, como lágrimas, sudor u orina. 

“Esto impacta en la calidad de vida de las personas. Quién de nosotros no tiene un familiar que día a día se está pinchando y monitoreando”, dijo López Cárdenas. 

En ese contexto, Elsie Araujo comentó que una vertiente más del proyecto podría consistir en el desarrollo aplicaciones digitales que puedan recoger la información del dispositivo y mantenerla en la nube para construir la historia médica del paciente. 

“Incorporar esto podría impactar fuertemente no sólo en la gestión de la salud de las personas, sino que también tendría implicaciones en las regulaciones y la toma de decisiones. El chiste es generar esta información y articularla para que este proyecto pueda ser de beneficio para toda la región y todo México”, señaló la coordinadora. 

Al momento se está analizando la viabilidad de registrar el desarrollo bajo alguna figura de protección intelectual. 

FOTOS: Zyan André