Cómo usar un teléfono móvil para hacer pruebas de malaria: lecciones de Uganda

Nota a los lectores: EL PAÍS ofrece en abierto la sección Planeta Futuro por su aportación informativa diaria y global sobre la Agenda 2030. Si quieres apoyar nuestro periodismo, suscríbete aquí.

La malaria es una de las principales causas de enfermedad y muerte en el mundo. Cada año se infectan en torno a 229 millones de personas, de las cuales fallecen más de 400.000. Su difusión puede controlarse mediante una gestión cuidadosa y coordinada en las comunidades que incluye el reparto de mosquiteras impregnadas de insecticida, el tratamiento farmacológico y las pruebas diagnósticas, cuando se dispone de ellas, que se efectúan sobre el terreno utilizando microscopios o pruebas de anticuerpos. En laboratorios centralizados, se llevan a cabo con máquinas automatizadas de alto rendimiento que combinan reactivos bioquímicos con las muestras para generar señales fiables y altamente sensibles.

Las pruebas diagnósticas pueden suponer un reto en zonas remotas de África subsahariana donde el acceso a la energía eléctrica, al agua corriente, al equipamiento de laboratorio especializado y a personal sanitario bien formado pueden ser limitados. Sin diagnóstico, el tratamiento se retrasa o se basa exclusivamente en los síntomas (que a menudo son similares a los de otras enfermedades infecciosas).

Un informe sobre el control del paludismo publicado en 2018 por la Organización Mundial de la Salud (OMS) resaltaba la necesidad de disponer de pruebas rápidas y fiables incluso en las zonas más alejadas. Recomendaba también que los diagnósticos de la enfermedad se integrasen de manera más digital en sistemas regionales o nacionales de gestión de casos, para controlar mejor la transmisión.

Los bioingenieros de la Universidad de Glasgow llevamos ya varios años trabajando con la División de Control de Vectores, perteneciente al Ministerio de Salud de Uganda. Colaboramos para hallar nuevas formas de alcanzar estas recomendaciones vitales de la OMS y juntos hemos logrado algunos avances clave en la creación de nuevos dispositivos que permiten a personas con conocimientos médicos básicos efectuar pruebas de malaria sobre el terreno. Nuestra prueba diagnóstica mediante teléfonos inteligentes analiza y registra datos de manera segura.

Pruebas sobre el terreno

La prueba más común y fiable para la malaria busca el ADN del parásito en la sangre de una persona mediante una reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La PCR exige personal cualificado para tomar una muestra y procesarla, algo que debe efectuarse en condiciones de laboratorio. Existen otras pruebas más portátiles y ya preparadas, como las de flujo lateral, que detectan las moléculas del parásito que circulan por la sangre. Pero algunos estudios indican que su fiabilidad se sitúa en torno al 75%. Por lo tanto, el reto es diagnosticar con la sensibilidad y la precisión de la PCR, usando el mismo equipamiento sencillo que las pruebas de flujo lateral.

Para ello estamos desarrollando un exclusivo sistema de diagnóstico “origami”. Se basa en hojas plegadas de papel encerado, y el procedimiento se conoce como amplificación isotérmica mediada por bucle, o LAMP, por sus siglas en inglés. Es similar a la prueba PCR establecida, pero más fácil de usar.

El reto es diagnosticar la malaria con la sensibilidad y la precisión de una PCR, pero usando equipamiento sencillo

Empleamos una impresora doméstica común para imprimir en papel patrones hechos en cera resistente al agua. Fundimos la cera del papel en un hornillo. Después, se coloca una muestra de sangre tomada del dedo del paciente en un canal definido en el patrón de cera. Los fluidos y los reactivos se mueven en el papel por acción capilar (de igual modo que un tejido absorbente empapa un líquido derramado).

Por último, la muestra se transfiere a tres pequeñas cámaras situadas en un cartucho que se integra en el papel origami. El cartucho se sitúa en una pletina impresa expresamente mediante 3D, que solo necesita una fuente de energía simple (como un teléfono móvil) para funcionar y efectuar la reacción LAMP para comprobar el ADN de la muestra en busca de indicios del parásito causante de la enfermedad.

Nuestro sistema origami se comprobó sobre el terreno en dos escuelas de primaria situadas en los distritos ugandeses de Mayuge y Apac. Diagnosticó correctamente la malaria en el 98% de las muestras. Confirmamos los resultados comprobando de nuevo las muestras mediante procedimiento de PCR. Los resultados indicaban que el diagnóstico LAMP con papel podía proporcionar a las comunidades pruebas de detección más rápidas, eficaces y mejores.

Pero eso todavía nos dejaba el segundo reto de la OMS por superar: crear un sistema digital que las autoridades locales y nacionales pudieran utilizar para efectuar un seguimiento de las infecciones.

Soporte digital mediante teléfono móvil

Creemos que la amplia distribución de los teléfonos inteligentes en África, incluso en las zonas más remotas, podría ser fundamental para ayudar a la población a efectuar pruebas y compartir de manera segura los resultados con las autoridades sanitarias. En colaboración nuevamente con el Ministerio de Sanidad ugandés, nos dispusimos a desarrollar una aplicación de diagnóstico anexa a nuestro sistema diagnóstico origami.

Para garantizar la confidencialidad de los pacientes, hemos utilizado tecnología de cadena de bloques. Esta tecnología garantiza que solo los trabajadores sanitarios autorizados, con la clave correcta, puedan acceder a los resultados. Y controla con seguridad todos los accesos y decisiones.

El teléfono inteligente se conecta a un puesto impreso en 3D que contiene un elemento calefactor sencillo. El teléfono proporciona la energía de la batería para efectuar la prueba de ADN. La aplicación controla la temperatura de la prueba origami.

También utilizamos el móvil para analizar los datos y comunicar al profesional de la salud con qué especie de malaria está infectada la persona. Esto garantiza que se administren correctamente los fármacos adecuados. Los trabajadores sanitarios no necesitan poseer una formación muy avanzada.

Los resultados se almacenan de manera segura en un libro contable basado en cadena de bloques para garantizar la intimidad. Solo se comparten de manera inalámbrica con organizaciones de confianza como las autoridades sanitarias regionales o nacionales.

La amplia distribución de los teléfonos inteligentes en África, incluso en las zonas más remotas, podría ser fundamental para efectuar pruebas y compartir los resultados con las autoridades sanitarias

En colaboración con los organismos educativos locales, nos pusimos de nuevo en contacto con una escuela de primaria ugandesa para evaluar nuestro nuevo sistema en el mundo real. Analizamos muestras de sangre de niños entre cinco y 12 años. De nuevo, la precisión de las pruebas alcanzó el 98%. Los resultados de estas pruebas ayudaron a los niños que dieron positivo a acceder a tiempo al tratamiento. Las autoridades regionales los han utilizado también para transmitir información a ministerios del Gobierno central sobre estrategias e intervenciones de gestión local de la enfermedad.

El tamaño de la muestra y el alcance geográfico de nuestra investigación ha sido relativamente reducido. Pero la tecnología ya ha tenido un impacto positivo en la vida de las personas.

De cara al futuro

Tenemos previsto continuar nuestra colaboración con el Gobierno. Al incluir nuevos socios, como el Instituto Ugandés de Investigación Industrial, seguiremos desarrollando nuestro sistema de diagnóstico. Exploraremos la escala industrial para aumentar la disponibilidad de los sistemas prototipo.

Finalmente, esperamos poder dar a los habitantes de las zonas endémicas, por muy alejadas que estén, acceso a pruebas seguras, eficaces y fáciles de administrar. De este modo, también proporcionaremos a las autoridades sanitarias locales datos nuevos que ayuden a gestionar mejor los brotes a medida que se producen. En el futuro, los sistemas que hemos desarrollado podrían ayudar a controlar otras enfermedades infecciosas.

Jonathan Cooper es titular de la Cátedra Wolfson de Bioingeniería (Ingeniería Biomédica) en la Universidad de Glasgow.

Julien Reboud es profesor de Ingeniería Biomédica en la Universidad de Glasgow

Este artículo fue publicado originalmente en inglés en The Conversation África.

Puedes seguir a PLANETA FUTURO en Twitter, Facebook e Instagram, y suscribirte aquí a nuestra ‘newsletter’.