Un laboratorio portátil detecta bacterias o contaminación ambiental 'in situ'

En la película Casino Royale, el agente James Bond utiliza un equipo portátil de diagnóstico para identificar la sustancia tóxica con la que ha sido envenenado y poder avisar al cuartel general de Londres. Este tipo de tecnología ya no pertenece exclusivamente al terreno de la ciencia ficción.

Un equipo europeo de investigación ha desarrollado un innovador sistema de diagnóstico consistente en tarjetas inteligentes y parches cutáneos que se introducen en un lector portátil.

Los resultados de los análisis se envían directamente a un ordenador, una tableta o un teléfono inteligente o smartphone a través de una conexión inalámbrica. Con este laboratorio en miniatura se puede detectar el consumo de cocaína, monitorizar el cáncer de colon, identificar bacterias en los alimentos o analizar la contaminación ambiental, entre muchas otras posibles aplicaciones igualmente útiles. Varias empresas radicadas en España, Irlanda y Dinamarca pondrán próximamente a la venta este novedoso sistema diagnóstico.

"Trece socios de ocho países colaboraron durante cuatro años en el proyecto LabOnFoil [Laboratorio en lámina] aportando su experiencia en los campos de la microtecnología, la biología molecular, la ciencia de materiales y la electrónica para desarrollar esta nueva tecnología de diagnóstico rápido y de bajo coste. Esto ha sido posible gracias a una subvención de 5,3 millones de euros de la Unión Europea», explica a Cordis el coordinador del proyecto, Jorge Ruano-López, del centro vasco de investigación IK4-Ikerlan.

El principal objetivo del equipo era desarrollar tres tarjetas inteligentes y un parche cutáneo equipados con un sofisticado circuito electrónico y varios componentes químicos que reaccionan al entrar en contacto con determinadas sustancias. Las muestras recogidas con las tarjetas y el parche se analizan con un lector portátil.

Detección del consumo de cocaína

El parche de detección de cocaína permite identificar estupefacientes presentes en el sudor humano, el cual recoge directamente de la piel. La muestra puede procesarse in situ mediante un lector portátil o almacenarse para su posterior análisis en un plazo de entre uno y diez días. Este sistema puede utilizarse, por ejemplo, en los controles de carretera, habida cuenta de que uno de cada cuatro accidentes mortales de tráfico que suceden en Europa, Estados Unidos y Australia está relacionado con el consumo de drogas.

Monitorización del cáncer de colon

Se ha diseñado una tarjeta inteligente para realizar controles a pacientes de cáncer de colon. La tarjeta se impregna con unas gotas de sangre del paciente y se introduce en el lector, el cual identifica una proteína que aumenta en caso de recidiva de la enfermedad. Esta técnica no invasiva permite realizar un seguimiento exhaustivo del paciente a un coste menor que con las herramientas empleadas actualmente.

Identificación de bacterias en alimentos

Otra de las tarjetas desarrolladas por el equipo de investigación permite detectar en los alimentos agentes patógenos como bacterias o virus, especialmente Campylobacter y Salmonella, las infecciones de origen bacteriano más comunes en Europa. Está indicada para su uso en explotaciones agrícolas y ganaderas e industrias de transformación de alimentos, a los efectos de garantizar la seguridad alimentaria y proteger a los consumidores.

Análisis de la calidad del agua

Con esta tarjeta es posible detectar la concentración de fitoplancton en muestras de agua marina para comprobar si está contaminada. Una excesiva concentración de estas algas microscópicas suele ser indicativa de la presencia de toxinas o contaminantes que podrían resultar nocivos para la salud humana.

Resultados inmediatos

El lector portátil puede conectarse a un ordenador, una tableta o un smartphone vía Wi-Fi. Así pues, los resultados obtenidos con este laboratorio en miniatura en una granja avícola pueden ser consultados en tiempo real por un veterinario desde cualquier lugar del mundo. Este sistema de diagnóstico permite actuar de forma inmediata en caso de crisis sanitarias o medioambientales y, en última instancia, salvar vidas.

Próximo lanzamiento

Para elaborar las tarjetas y el parche, los investigadores utilizaron láminas en lugar de las obleas convencionales, lo que redujo considerablemente el coste de producción. Tras una batería de ensayos de validación para la que se necesitaron más de seiscientas muestras, y una vez confirmada su resistencia y fiabilidad, estos dispositivos están listos para su introducción en el mercado.

"Con espíritu de equipo, dedicación y rigor hemos conseguido crear un sistema diagnóstico con un gran potencial social y económico. Las cuatro aplicaciones que hemos desarrollado ofrecen un valor añadido real y pueden adaptarse a distintos contextos con una rapidez y eficiencia económica sin precedentes", afirma Ruano-López.

La empresa española POC MicroSolutions, una spin-off derivada de IK4-Ikerlan que se creó a resultas de este proyecto, ha emprendido la adaptación a escala industrial de uno de los prototipos, que podría ponerse a la venta en 2015. La empresa irlandesa Biosensia está trabajando en una versión industrial del parche cutáneo de LabOnFoil con nuevas prestaciones. Por su parte, la danesa DTU Nanotech ha abierto una nueva línea de negocio en el campo de las tecnologías de detección inmediata de contaminantes alimentarios.

La investigación estuvo subvencionada por el Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea. Desde que el proyecto concluyera en 2013, los socios han seguido explorando conjuntamente nuevas aplicaciones posibles.