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El tatuaje del control de glucosa
Es un giro médico moderno de un arte antiguo. Los científicos del Laboratorio Draper, en Cambridge, MA, están desarrollando un nanosensor que podría inyectarse en la piel, como un tinte para tatuajes, para controlar el nivel de azúcar en sangre de un individuo. A medida que aumenta el nivel de glucosa, el tatuaje emitirá fluorescencia bajo una luz infrarroja, lo que le indicará a un diabético si necesita o no una inyección de insulina después de una comida. Los investigadores ya han probado una versión del dispositivo con detección de sodio en ratones y pronto comenzarán las pruebas en animales del sensor específico de glucosa.
Detección de sodio: Esta célula se ilumina en rojo porque se le han inyectado nanosensores que emiten fluorescencia en presencia de sodio.
La forma más confiable de medir el azúcar en la sangre es pinchando el dedo para obtener una pequeña muestra de sangre y usando tiras reactivas cargadas de enzimas para detectar la glucosa. En un intento por liberar a los diabéticos de este régimen costoso y que consume mucho tiempo, se están desarrollando varias tecnologías novedosas de detección de glucosa, desde dispositivos implantados que monitorean continuamente el azúcar en la sangre y dispensan insulina, hasta sensores no invasivos que detectan la glucosa a través de la piel a través de infrarrojos. ligero.
Brezo clark y sus colegas están desarrollando algo diseñado para operar entre estos dos extremos. El material consta de perlas de polímero de 120 nanómetros recubiertas con un material biocompatible. Dentro de cada perla hay un tinte fluorescente y moléculas sensoras especializadas, diseñadas para detectar sustancias químicas específicas, como sodio o glucosa.
Cuando se inyecta en la piel, la molécula del sensor atrae la sustancia química objetivo, digamos sodio, hacia el polímero desde el líquido intersticial, que rodea las células. Para compensar la carga positiva recién adquirida de un ión sodio, una molécula de tinte libera un ión positivo, lo que hace que la molécula sea fluorescente. El nivel de fluorescencia aumenta con la concentración del objetivo químico. Los científicos pueden intercambiar diferentes moléculas de reconocimiento para medir diferentes objetivos, incluidos el cloruro, el calcio y la glucosa. El rango de concentraciones que puede detectar el sensor se puede variar alterando la proporción de los componentes, dependiendo de si es importante medir concentraciones precisas o una variabilidad más amplia.
El sensor de sodio, que algún día podría usarse para monitorear la deshidratación, ha mostrado un éxito temprano en animales. Cuando se inyectan en la piel de los roedores, las perlas permanecen en su lugar y emiten fluorescencia en respuesta a las inyecciones de solución salina. Los investigadores han desarrollado un sensor de glucosa que funciona mediante un mecanismo similar. Se ha demostrado que funciona en solución, pero aún no se ha probado en animales.
A largo plazo, Clark imagina un sensor que se inyectaría en las capas superficiales de la piel, menos profundas que las tintas de tatuajes para que se desprenda con el tiempo, dice. A continuación, se utilizaría un monitor de fluorescencia, parecido a un ratón óptico, para medir la luz emitida por el tatuaje, y el sensor se volvería a inyectar periódicamente.
Es único porque no tiene ningún componente que se pueda usar, dice Clark. Las tiras de glucosa, por ejemplo, usan una enzima para detectar la glucosa, que necesita ser reemplazada continuamente. Otros monitores, incluso los nanosensores, tienen una vida útil limitada, lo que dificulta su implantación, dice.
Aún así, los investigadores tienen un largo camino por recorrer antes de que el sensor esté listo para pruebas en humanos. Si bien las perlas no parecían desencadenar una reacción inmunitaria en las pruebas iniciales con animales, es necesario realizar más estudios, dice Clark. Evaluar la respuesta inmune es especialmente importante porque puede alterar las concentraciones locales de glucosa, dice George Wilson , químico de la Universidad de Kansas, en Lawrence. Por ejemplo, los macrófagos [un tipo de célula inmunitaria] comen glucosa, dice. Wilson también advierte que numerosos factores pueden influir en la fluorescencia inherente de la piel, incluido el color y la edad de la piel.