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Una pastilla viviente para vigilar el tracto digestivo desde el móvil

La enfermedad celíaca y la de Crohn podrían estudiarse con un nuevo sensor que se traga

La cápsula incorpora células vivas y componentes electrónicos. En vídeo, los investigadores Mark Mimee y Phillip Nadeau explican el funcionamiento del sensor.

Hay lugares tan inaccesibles que, con toda la tecnología disponible, los científicos todavía solo los conocen a medias. Son, por ejemplo, el fondo del mar, las galaxias lejanas y el interior del tracto digestivo. Las técnicas que se suelen emplear para explorar este último, como las endoscopias, no llegan a los órganos más recónditos ni son capaces de observar la fisiología gastrointestinal bajo condiciones verdaderamente naturales. Eso obstaculiza el estudio, el diagnóstico y la monitorización de enfermedades del tracto digestivo como la celiaquía. La situación podría cambiar gracias a un nuevo sensor bioelectrónico, diseñado como una pastilla que se puede tragar y que se comunica de forma inalámbrica con un aparato externo, por ejemplo un móvil.

Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EE UU) ha creado el prototipo de este sensor que emplea células vivas para detectar bioindicadores —moléculas que delatan la presencia de una enfermedad— en el estómago y en el intestino. El aparato, descrito hoy en la revista Science, es una cápsula aproximadamente cilíndrica de unos tres centímetros de largo que contiene bacterias transgénicas encerradas por una membrana porosa. Las bacterias están modificadas por ingeniería genética para producir luz cuando detectan hemo, una molécula de la sangre. Esta luz activa componentes electrónicos que envían la información a una radio o a un teléfono móvil fuera del cuerpo en tiempo real.

Por ahora, los investigadores han probado con éxito el sistema para detectar sangre en el estómago de animales (probaron 12 cápsulas en seis cerdos), pero planean desarrollar nuevas cepas de bacterias luminiscentes para detectar otros tipos de bioindicadores. “Creo que buscar indicadores de inflamación será una de las principales aplicaciones futuras de este aparato”, dice el microbiólogo Mark Mimee, uno de los creadores del sensor; la reacción inflamatoria es propia de varias enfermedades gastrointestinales que requieren constante monitorización, como el síndrome de intestino irritable, la enfermedad celíaca y la de Crohn. No obstante, esta tecnología también podría desarrollarse para detectar señales de infección o incluso de cáncer.

Los investigadores pretenden crear versiones más pequeñas del sensor que resulten prácticas para un uso clínico en humanos. “Con un trabajo razonable de ingeniería probablemente podemos hacerlo un tercio más pequeño, incluso quizás algo más”, asegura el ingeniero electrónico Phillip Nadeau, que ha trabajado con Mimee para desarrollar este invento. En un futuro, un paciente podría tragarse el sensor para que su médico evalúe los niveles de varios bioindicadores en su tracto digestivo, algo que de momento es imposible sin una intervención invasiva. La cápsula saldría del cuerpo con las heces.

Los creadores también apuntan que deberán investigar a fondo la seguridad del aparato antes de que llegue a la clínica, ya que contiene componentes electrónicos que incluyen una pila de botón. Las bacterias que emplea la cápsula son de una cepa probiótica de Escherichia coli que vive en el colon humano, y por tanto no deberían suponer un riesgo para la salud. Sin embargo, el sensor debe contar con medidas para proteger a estas células de la acidez variable del tracto digestivo.

Peter Gibson y Rebecca Burgell, dos investigadores de la Universidad de Monash  (Australia) que no participaron en el estudio, señalan la importancia de conocer la posición de la cápsula dentro del tracto digestivo para que sus lecturas tengan utilidad clínica, lo cual se podría conseguir incorporando un sensor de acidez. “También veo posible utilizar métodos que midan la señal inalámbrica de la cápsula”, añade Nadeau: “Imagina incorporar tres o cuatro recibidores, como tiritas, en distintas partes de la superficie del cuerpo. Al medir la señal inalámbrica podríamos triangular la posición [del sensor]”.

Gibson y Burgell opinan en un artículo asociado a la publicación original en Science que este invento podría llegar a aplicarse en otras partes del cuerpo, como órganos sólidos o el sistema circulatorio. “Será emocionante ver a dónde nos lleva esta tecnología”, concluyen.

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