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Tecnología para digitalizar el diagnóstico del ojo seco

La Universidad Politécnica de Madrid desarrolla un sensor portátil que permite detectar muestras biológicas

El sensor en el laboratorio de la Universidad Politécnica de Madrid.
El sensor en el laboratorio de la Universidad Politécnica de Madrid.

La polución o las horas que pasamos delante del ordenador reduciendo los parpadeos pueden acarrear síntomas del ojo seco. El paciente que sufre esta dolencia deja de secretar lágrimas con normalidad y sufre irritación ocular, sensación de cuerpo extraño, enrojecimiento o visión borrosa. Esta dolencia se manifiesta por una disfunción de las glándulas lagrimales o lágrima evaporativa. Para agilizar su diagnóstico, el Grupo de Óptica, Fotónica y Biofotónica de la Universidad Politécnica de Madrid ha desarrollado un biosensor óptico portátil que permite digitalizar la detección de muestras biológicas in situ mediante dispositivos Point of Care (PoC) sin recurrir a un laboratorio. La enfermedad afecta en algún grado a un 15% de la población mayor de 60 años, según Francisco José Muñoz Negrete, jefe de Servicio de Oftalmología del Hospital Universitario Ramón y Cajal de Madrid.

Esta tecnología, desarrollada desde 2008 por el Centro Biomédico Tecnológico permite detectar in-vitro concentraciones de nanogramos por mililitro de material biológico (bacterias, virus, proteínas…) como en los análisis de un laboratorio. "La ventaja competitiva es poder tener el diagnóstico in situ, y que puede ser manipulado por personal no cualificado", cuenta Miguel Holgado, investigador principal del equipo. "De este modo se emplazaría en la consulta médica reduciendo el tiempo de espera", asegura.

El método de lectura del dispositivo está basado "en el cambio de propiedades ópticas de los sensores cuando se les añade material biológico, de modo que tan solo monitorizando la respuesta espectral de la luz reflejada se puede determinar la cantidad de moléculas biológicas existentes en la superficie". Los ensayos no requieren de ningún marcaje (enzimas, fluorófos, partículas de oro…) para amplificar la respuesta, son label-free, por lo que abarata los costes frente a otros diagnósticos convencionales.

"En el caso del ojo seco queremos detectar proteínas. Para ello les añadimos los anticuerpos específicos como receptores", explica Beatriz Santamaría, física de formación e investigadora del proyecto. El principal obstáculo para analizar lágrimas de pacientes con ojo seco es el poco volumen de muestra que se puede obtener, que no suele alcanzar más de los 5 microlitros. "El problema se ha resuelto con la fabricación de una superficie sensorial en la que se inmovilizan unos bioreceptores (anticuerpos) afines a las proteínas objetivo y que puede albergar muestras de hasta un microlitro sin que éstas se evaporen". Santamaría intuye que tendrá resultados positivos con lágrimas reales a finales del año que viene.

"La ventaja competitiva es poder tener el diagnóstico in situ, y que puede ser manipulado por personal no cualificado"

La herramienta con la que trabajan nació con la pretensión de actuar en otros campos: "Se pueden detectar propiedades químicas de otros compuestos como el vino, el petróleo", afirman". El equipo ya termina un proyecto para determinar patógenos contaminantes en aguas menores. El proceso de fabricación de estos sensores "es rápido y escalable a nivel industrial. Además, tienen la patente de esta tecnología española. "Un hito", recuerda Holgado, que fundó la start-up BioD (Bio Optical Dectection) para amplificar y lanzar al mercado este y otros proyectos del grupo de investigación.

Este sistema les permite posicionarse mejor en el mercado. Santamaría señala que muchos de los proyectos de investigación están parados porque "la empresa privada española apenas invierte en I+D". "En países como Estados Unidos saben que a veces es una inversión económica perdida, pero una oportunidad de aprendizaje", reflexiona. Su investigación depende de las ayudas de la Comisión Europea, donde se aprueban "el 3% de los propuestas". El proyecto en el que participa fue financiado con cinco millones de euros y están involucrados países como Inglaterra, Francia o Malta.

Una enfermedad sin cura

La dolencia, producida por falta de secreción y lágrima evaporativa, se manifiesta -principalmente- con cambios hormonales y con el envejecimiento, "ya que producción de lágrimas va descendiendo". según el jefe del servicio de oftalmología del hospital Ramón y Cajal. Otras de las causas son la contaminación y -en menor medida- el uso de pantallas de ordenador o teléfono móvil: "Permanecemos más tiempo sin parpadear y se puede producir sequedad ocular, ya que ese gesto es el que restablece la película lagrimal". No existe una cura, pero se pueden aliviar los síntomas con colirios de lágrimas artificiales. Las operación se reserva para casos muy avanzados.