Los investigadores de la Universidad de Purdue han encontrado un método para identificar marcadores biológicos en pequeñas cantidades de sangre que creen que podría usarse para detectar una miríada de enfermedades, infecciones y diferentes afecciones médicas en las primeras etapas.
Jeffrey Rhoads, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Purdue; George Chiu, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Purdue, Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática y Departamento de Ciencias Psicológicas; y Eric Nauman, profesor de la Escuela de MecánicaIngeniería, el Departamento de Ciencias Médicas Básicas y la Escuela de Ingeniería Biomédica Weldon, forman parte de un equipo de investigadores que ha creado resonadores microelectromecánicos, o pequeños sensores vibratorios, que pueden detectar estos biomarcadores utilizando solo una o dos gotas de sangre.Los sensores resonantes de estilo permiten la detección sensible y económica de biomarcadores que pueden significar enfermedad, enfermedad o trauma.
"El objetivo aquí es encontrar la enfermedad tan pronto que pueda tratarla sin cirugía invasiva", dijo Rhoads. "La prueba busca una proteína particular relacionada con una enfermedad, por lo que podría usarla para detectar muchas enfermedades diferentesenfermedades "
Los sensores usan un microsistema resonante accionado piezoeléctricamente, que cuando es impulsado por electricidad puede detectar un cambio en la masa. La sensibilidad del resonador aumenta a medida que aumenta la frecuencia resonante, lo que hace que los resonadores de alta frecuencia sean excelentes candidatos para la detección de biomarcadores, dijo Rhoads.El método también es mucho más rápido y menos costoso que otros tipos de pruebas médicas.
El artículo fue publicado en Cartas de sensores IEEE .
Rhoads dijo que descubrieron una forma de realizar la prueba que identifica una cantidad diminuta de proteína en una cantidad muy pequeña de sangre.
"La detección de biomarcadores es como tratar de encontrar un puñado de agujas en un gran pajar. Así que ideamos un método que dividió el pajar grande en pajar más pequeños", dijo Rhoads. "En lugar de tener un solo sensor, tiene más sentidotener una variedad de sensores y hacer detección basada en estadísticas "
Uno de los primeros usos para la prueba podría ser la detección temprana de lesiones cerebrales traumáticas en atletas, particularmente jugadores de fútbol y fútbol americano de secundaria. Un equipo de investigación de Purdue, conocido como Purdue Neurotrauma Group, comenzó a estudiar los efectos de las lesiones en la cabeza en2009 y descubrió que las conmociones cerebrales generalmente son causadas por múltiples golpes a lo largo del tiempo y no por un solo golpe, como comúnmente se cree. El grupo, que incluye a Nauman y Thomas Talavage, profesor en las escuelas de Ingeniería Eléctrica e Informática e Ingeniería Biomédica, ha estudiadofútbol y fútbol femenino en la escuela secundaria y en los niveles universitarios.
La investigación sobre los efectos de los repetidos impactos en la cabeza en los jugadores de fútbol de la escuela secundaria ha mostrado cambios en la química y el metabolismo del cerebro incluso en jugadores que no han sido diagnosticados con conmociones cerebrales, dijo Nauman.
Las conmociones cerebrales ahora se diagnostican usando una batería de pruebas, a menudo comenzando por preguntarle a un atleta si sabe qué hora es o dónde está. Luego pasan a las pruebas cognitivas que califican los síntomas de conmoción cerebral a lo largo de una escala. Nauman dijo que mientras 5 por cientoal 10 por ciento de los jugadores de fútbol de la escuela secundaria se les diagnosticará conmoción cerebral, más del 50 por ciento de esos atletas experimentarán cambios neurológicos antes de que se diagnostique una conmoción cerebral. Los investigadores han aprendido que una conmoción cerebral es generalmente una acumulación de lesión y la prueba que han desarrollado puededetectar la lesión cerebral traumática antes de que se vuelva sintomática.
"Hace suficiente daño, apaga suficientes sistemas y eventualmente tiene síntomas", dijo Nauman.
La prueba que desarrollaron los investigadores de Purdue puede detectar pequeñas cantidades de proteínas, incluida la proteína de las células gliales, que rodean las neuronas del cerebro. Las proteínas se secretan en concentraciones relativamente altas en el líquido cefalorraquídeo de las víctimas de lesiones cerebrales traumáticas. Estudios anteriores han encontradoque una pequeña cantidad de líquido se filtró a través de la barrera hematoencefálica y entró en el torrente sanguíneo de las víctimas.
"Básicamente, la idea es que si puedes medir cualquier cosa que atraviese la barrera hematoencefálica del cerebro a la sangre, es un problema porque debería permanecer en el cerebro", dijo Nauman.
La prueba también es económica, por lo que un equipo de fútbol de la escuela secundaria podría hacer varias pruebas masivas por temporada, dijo Rhoads. Nauman dijo que el Grupo Purdue Neurotrauma espera evaluar a los atletas de la escuela secundaria el próximo otoño.
La prueba también podría usarse para la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, dijo Nauman. "Básicamente, se puede buscar la neurodegeneración general, no solo en los atletas".
Los investigadores creen que la prueba también podría usarse para detectar innumerables otras enfermedades. Están buscando licenciatarios para usar la prueba para buscar otras pequeñas cantidades de proteínas que son signos tempranos de enfermedad.
"Hay una gran cantidad de enfermedades y diferentes condiciones en las que, si puede encontrar estas cosas en pequeñas cantidades desde el principio y simplemente hacer que forme parte de un estudio estándar, podría reducir los costos de atención médica en gran medida", dijo Nauman.
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Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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