La posibilidad de monitorizar continuamente el estado molecular de nuestro cuerpo se presenta como una de las grandes promesas de la biomedicina moderna. Desde la optimización de la entrega de fármacos hasta la detección temprana de enfermedades mortales como el cáncer, la investigación sobre biosensores ha avanzado considerablemente en las últimas dos décadas. Sin embargo, a pesar de los logros, sigue sin existir un biosensor fiable que pueda monitorizar múltiples sustancias en el organismo durante períodos prolongados.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha desarrollado un biosensor modular denominado SENSBIT (Stable Electrochemical Nanostructured Sensor for Blood In situ Tracking), que ha demostrado su funcionalidad durante una semana cuando se implanta en los vasos sanguíneos de ratas vivas. Este avance, publicado en Nature Biomedical Engineering, marca un hito en la capacidad de rastrear perfiles de concentración de medicamentos de manera continua.
Innovación inspirada en la biología
Durante más de una década, el laboratorio de Soh ha explorado la creación de un interruptor molecular capaz de unirse a moléculas de interés en el cuerpo y proporcionar una señal legible para medir continuamente las concentraciones. Sin embargo, estos interruptores son susceptibles a la degradación por las respuestas inmunitarias naturales del organismo.
Para abordar esta limitación, el equipo ocultó los interruptores en electrodos nanoporos. Aunque lograron medir los niveles de medicamentos en tumores de ratas vivas, la tecnología aún no podía soportar el ataque del sistema inmunológico durante períodos prolongados. Yihang Chen, el autor principal del estudio, se inspiró en las defensas naturales del intestino humano, diseñando el sistema SENSBIT para replicar estas características. La superficie tridimensional de oro nanoporo del sensor actúa como un escudo, mientras que un revestimiento protector simula la mucosa intestinal, lo que permite que el SENSBIT se mantenga estable y sensible a lo largo de varios días de exposición continua a la sangre en seres vivos.
Las pruebas iniciales del SENSBIT revelaron que mantenía más del 70% de su señal tras un mes en suero humano no diluido y más del 60% después de una semana de estar implantado en ratas. Hasta la fecha, el límite anterior de exposición intravenosa para este tipo de dispositivos era de 11 horas, mientras que el SENSBIT ha mostrado una duración de siete días, lo que podría revolucionar la monitorización molecular en fluidos biológicos complejos.
La capacidad de monitorización continua de moléculas podría cambiar las normas en el ámbito de la medicina, permitiendo no solo la detección temprana de enfermedades, sino también la adaptación de tratamientos en tiempo real. La investigación de Chen y su equipo sienta las bases para un futuro donde la monitorización molecular se convierta en una herramienta clave en la prevención y tratamiento de enfermedades.
El profesor Soh, que también es miembro de diversas instituciones académicas y de investigación en Stanford, ha destacado la relevancia de este avance, subrayando su potencial para transformar la forma en que interactuamos con nuestra biología. Este tipo de innovaciones no solo son un testimonio del ingenio humano, sino que también plantean importantes implicaciones éticas y sociales en cuanto al acceso y la aplicación de estas tecnologías en la atención sanitaria.
