Una nueva tecnología permitirá un diagnóstico rápido del ACV

Desde que una persona sufre un accidente cerebro-vascular (ACV) hasta que se completa el diagnóstico y comienza el tratamiento, pasan minutos —a veces, hasta tres horas— que tienen una importancia vital para controlar el daño que se produce, y por ende las consecuencias del episodio. Investigadores del Instituto Baker para la Salud Animal de la Universidad de Cornell han desarrollado un atajo: una tecnología que en menos de diez minutos y con apenas una muestra de sangre puede terminar si un paciente ha sufrido un ACV.

El texto que describió el hallazgo, "Use of Tethered Enzymes as a Platform Technology for Rapid Analyte Detection" ("El empleo de enzimas unidas como plataforma tecnológica para la detección rápida de un analito"), publicado en la revista científica PLOS One, explica que el método rastrea las moléculas de un marcador biológico. En este caso, los investigadores se concentraron en el biomarcador enolasa específica de las neuronas (NSE por sus siglas en inglés), porque se halla en concentraciones más altas en la sangre de las víctimas de un ACV.

La tecnología utiliza enzimas capaces de unirse a nanopartículas para detectar el marcardor biológico, y traducir esa detección en luz. Al medir la cantidad de luz en distintas muestras, los investigadores pudieron establecer la concentración de NSE. "Nuestra hipótesis fue que un enfoque que se aprovechara de la velocidad y la naturaleza catalizadora de las reacciones enzimáticas podría permitir una detección rápida y sensible de los biomarcadores", se lee en el informe.

—¿Qué antecedentes los orientaron en esta dirección? —preguntó Infobae al co-autor del estudio Alexander J. Travis, miembro del Instituto Baker, profesor del departamento de Ingeniería Biomédica y del Centro Atkinson para un Futuro Sustentable de la Universidad de Cornell.

—Se propusieron muchos marcadores biológicos diferentes. Entre ellos, el NSE ha sido relativamente bien estudiado, y cumplía la función de ser un biomarcardor útil para lograr un estudio demostrativo preliminar para nuestra tecnología de detección. Sin embargo, es probable que ningún biomarcador en sí mismo sea suficiente para diagnosticar el ACV. El NSE es sólo el primero sobre el cual hemos publicado resultados. También agregaría que nosotros no descubrimos nuevos marcadores biológicos, sino que hemos encontrado una forma de detectarlos muy rápidamente.

Se espera que en el futuro esta tecnología permita la detección de diferentes biomarcadores en la sangre. Y más: la importancia de que se haya logrado un estudio demostrativo preliminar radica en que este método se podría proyectar al diagnóstico de otras condiciones, como la lesión traumática cerebral, ciertas formas de demencia y algunos tipos de cáncer y de enfermedades coronarias.

"Las tres cuartas partes de las víctimas de ACV sufren de infarto cerebral [ACV isquémico], un bloqueo de los vasos sanguíneos en el cerebro", dijo Roy Cohen, otro investigador del Instituto Baker, autor principal del estudio, en un comunicado para la prensa de la Universidad de Cornell. "En esos casos cada minuto cuenta, porque existe una buena droga disponible, pero para que su resultado sea exitoso tiene que ser administrada dentro de las tres o cuatro horas desde el comienzo de los síntomas".

Cada año 15 millones de personas sufren ACV; de ellas, 5 millones mueren y 5 millones quedan con incapacidades. La demora en el diagnóstico es un problema adicional: en la actualidad es necesaria la realización de análisis en laboratorio y la de tomografías y resonancias magnéticas que permitan distinguir si un episodio es o no un ACV, y si lo es, averiguar si su origen es isquémico o hemorrágico.

Cada año 15 millones de personas sufren ACV; de ellas, 5 millones mueren y 5 millones quedan con incapacidades.

"Para el momento en que alguien identifica los síntomas, el paciente llega al hospital y se sienta en la sala de emergencia ya no hay mucho tiempo para obtener todos los beneficios de esta medicación", observó el investigador Cohen. Una mejora de la velocidad del diagnóstico es crucial en estos casos, el 75% de los ACV.

—¿Y qué sucede con el otro 25% de los pacientes? ¿Su hallazgo también los alcanza?

—Con más investigación y más desarrollo —respondió el doctor Travis a este medio— nuestra tecnología se podría usar en el futuro para crear estrategias de diagnóstico del ACV, que distingan el ACV de otras condiciones que se le parecen (conocidas como pseudoictus). Esta primera generación del recurso podría ser útil para diagnosticar tanto el ACV isquémico como el ACV hemorrágico. Las generaciones siguientes de este recurso se podrían utilizar para distinguir entre ACV isquémico y ACV hemorrágico. Nuestra tecnología es una plataforma de diagnóstico que se puede usar para detectar muchos marcadores biológicos y analitos. Se podrían desarrollar recursos similares para detectar esos otros biomarcadores, y mediante ellos diagnosticar diferentes clases de enfermedades o lesiones.

—¿Cuáles son las proyecciones principales de este hallazgo?

—El hallazgo principal que se describe en el artículo es que las enzimas unidas [aquellas con la capacidad de adherirse a nanopartículas] pueden constituirse en una plataforma tecnológica que nos permita detectar marcadores biológicos de enfermedades con mucha rapidez. Esta tecnología podría ser la base de verdaderos dispositivos de diagnóstico inmediato [aquellos que no requieren el envío de una muestra a un laboratorio].

Un sistema de mano portátil para diagnosticar

El doctor Cohen cree que la sencillez del método conlleva su virtud principal: un dispositivo de diagnóstico inmediato permitiría establecer si el paciente ha sufrido un ACV o no allí donde se encuentre. El equipo del Instituto Baker se dispone a colaborar con una compañía privada para desarrollar técnicas de detección de ACV para análisis clínicos, que podrían estar disponibles para el uso en hospitales.

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—Dado que los protocolos actuales demoran hasta tres horas para realizar el diagnóstico, ¿la tecnología que ustedes han creado es una opción realista para las salas de emergencia?

—Actualmente se trabaja mucho en reducir el tiempo que lleva utilizar pruebas ELISA (que utilizan anticuerpos para detectar biomarcadores específicos). Las enzimas tienden a trabajar mucho más rápido que los anticuerpos. Nuestro enfoque nos permite aprovechar la velocidad y la sensibilidad de las enzimas para detectar concentraciones bajas de marcadores biológicos con mucha velocidad. Hacer que las enzimas funcionen cuando se adhieren a nanopartículas es la base de este avance. Nuestro enfoque todavía no se puede utilizar en hospitales: necesitamos investigar más para desarrollar un sistema de mano portátil. Y para hacerlo útil para el ACV, sería ideal que el aparato detectara múltiples marcadores biológicos. En este momento trabajamos en ambos objetivos.

El estudio trabajó con animales y luego con sangre humana. "En modelos de ACV en ratas, el ensayo permitió mostrar en minutos un aumento estadísticamente relevante de los niveles de NSE en muestras que se tomaron una hora antes y 0 [en el momento en que ocurría el episodio], 1, 3 y 6 horas luego de la oclusión de la arteria cerebral distal media", explica el texto. Luego utilizaron el sistema de la enzima unida para detectar el NSE en muestras de sangre de 20 pacientes humanos geriátricos. "Vimos que nuestros datos se igualaban con el criterio de referencia actual para la detección de marcadores biológicos, ELISA, con una diferencia central: logramos la detección en 10 minutos, contra las varias horas que demora el examen ELISA tradicional."

—¿Por qué el estudio comenzó en el campo veterinario? ¿Cuáles son las similitudes y las diferencias entre los exámenes en animales y en sangre humana?

—Soy doctor en Veterinaria, y el equipo trabaja en la Escuela de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell —explicó Travis—. Existen muchas más similitudes que diferencias entre los humanos y el resto de los animales. Una filosofía, conocida como "una salud" o "una medicina" muestra que la salud de los humanos y de los demás animales, y la salud del medioambiente, están conectadas íntimamente. Los estudios médicos comparativos, en lo cuales el trabajo sobre una especie se compara con el trabajo en otra (por lo general, gente) son algunas de las mejores maneras de progresar. El trabajo hecho por los médicos se puede utilizar para ayudar a los veterinarios, y la investigación veterinaria con frecuencia se puede usar para que los médicos traten a los pacientes humanos. En nuestro caso, demostramos que podíamos detectar el NSE en la sangre de un modelo animal de ACV (ratas) y también mostramos la capacidad de detectarlo en la sangre humana.