Un dispositivo del tamaño de un reloj puede analizar el sudor y detectar signos de una tormenta de citocinas inminente y mortal causada por Covid-19 y otras infecciones.
El fenómeno ocurre cuando las sustancias químicas en el torrente sanguíneo, llamadas citocinas, se multiplican rápidamente y se descontrolan.
Estos pequeños productos químicos están diseñados para restringir y controlar el sistema inmunológico y, cuando fallan, pueden provocar inflamación y daño a los órganos.
Al principio de la pandemia de COVID-19, los médicos reconocieron que los pacientes que desarrollaron una ‘tormenta de citocinas’ eran a menudo los más enfermos y los que tenían mayor riesgo de muerte.
Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas fabricaron tiras de sensores con anticuerpos contra siete proteínas proinflamatorias y las probaron en seis personas sanas y cinco con gripe, otro virus que puede desencadenar una tormenta de citocinas.
Dos de las personas enfermas mostraron niveles elevados de citocinas, mientras que todos los participantes tenían citocinas en el sudor que se correspondían con los valores esperados según investigaciones anteriores.
Un sistema de alerta temprana permitiría a los médicos administrar esteroides rápidamente, reduciendo el riesgo de que la tormenta de citocinas se salga de control ”, dijeron los investigadores.
“Especialmente ahora en el contexto de COVID-19, si pudiera monitorear las citocinas proinflamatorias y ver su tendencia al alza, podría tratar a los pacientes temprano, incluso antes de que desarrollen síntomas”, dijo la autora del estudio, Shalini Prasad.
La detección temprana es importante porque una vez que se ha desatado una tormenta de citocinas, la inflamación excesiva puede dañar los órganos y causar enfermedades graves y la muerte.
Por el contrario, si los médicos pudieran administrar esteroides u otras terapias tan pronto como los niveles de citocinas comiencen a aumentar, las hospitalizaciones y las muertes podrían reducirse.
Aunque los análisis de sangre pueden medir las citocinas, son difíciles de realizar en casa y no pueden monitorear continuamente los niveles de proteínas.
Las citocinas se excretan en el sudor a niveles más bajos que en la sangre.
Para recolectar suficiente sudor para las pruebas, los científicos han pedido a los pacientes que hagan ejercicio o han aplicado una pequeña corriente eléctrica a la piel de los pacientes.
Sin embargo, estos procedimientos pueden alterar por sí mismos los niveles de citocinas, según Prasad.
“En lo que respecta a las citocinas, descubrimos que hay que medirlas en el sudor pasivo”, dijo el investigador principal.
“Pero el gran desafío es que no sudamos mucho, especialmente en ambientes con aire acondicionado”, dice.
El equipo estima que la mayoría de las personas producen solo alrededor de 5 microlitros, o una décima parte de una gota, de sudor pasivo en un cuadrado de piel de 0.5 pulgadas en 10 minutos.
Entonces, los investigadores querían desarrollar un método extremadamente sensible para medir los niveles de citocinas en pequeñas cantidades de sudor pasivo.
Se basaron en su trabajo anterior sobre un sensor de sudor portátil para monitorear los marcadores de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII).
El dispositivo similar a un reloj de pulsera mide los niveles de dos proteínas que aumentan durante los brotes de EII y cuando se usa en el brazo, el sudor pasivo se difunde en una tira de sensor.
El sensor, que contiene dos electrodos, está recubierto con anticuerpos que se unen a las dos proteínas, un proceso que cambia la corriente eléctrica que llega al lector.
Luego, el lector transfiere los datos de forma inalámbrica a una aplicación de teléfono inteligente que convierte las mediciones eléctricas en concentraciones de proteínas.
Después de unos minutos, el sudor viejo se difunde y el sudor recién excretado ingresa a la tira para su análisis.
Para su nuevo sensor de citocinas, conocido como SWEATSENSER Dx, los investigadores fabricaron tiras de sensores con anticuerpos contra siete proteínas proinflamatorias.
El SWEATSENSER Dx fue lo suficientemente sensible como para medir las citocinas en pacientes que toman medicamentos antiinflamatorios, que excretan muchas menos sustancias químicas.
El dispositivo rastreó los niveles de citocinas hasta 168 horas antes de que fuera necesario reemplazar la tira del sensor.
EnLiSense, en asociación con los investigadores, ahora está planificando ensayos clínicos del sensor de citocinas en personas con infecciones respiratorias.
“El acceso a los pacientes con COVID-19 ha sido un desafío porque los trabajadores de la salud están abrumados y no tienen tiempo para probar los dispositivos de investigación”, dice Prasad.
“Pero vamos a continuar probándolo para todas las infecciones respiratorias porque el desencadenante de la enfermedad en sí mismo no importa, es lo que está sucediendo con las citocinas lo que estamos interesados en monitorear”.
Los hallazgos se presentan en la reunión ACS Spring 2021.
