Trabajan en un sensor de medición de glucosa en saliva

Montserrat Muñoz 

Para 2030, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que la diabetes mellitus pueda posicionarse como la séptima causa de mortalidad a escala mundial. Hoy en día, más de 422 millones de personas viven con esta enfermedad, entre ellas 12 millones de mexicanos. 

Para el mejor manejo de la diabetes es necesario que quienes la padecen mantengan un monitoreo minucioso de sus niveles de glucosa. Para atender esta necesidad, un equipo de investigadoras y estudiantes del ITESO trabaja en una alternativa a los medidores de glucosa ya disponibles en el mercado, que requieren imperativamente de una muestra de sangre para funcionar. 

Se trata de un sensor de alta precisión, capaz de detectar los niveles de glucosa en muestras de saliva a través de métodos electroquímicos. Con estos métodos se provoca la degradación de la molécula de la glucosa, para luego medir las propiedades de la misma y así obtener la proporción exacta de esta sustancia en la muestra de saliva.

El dispositivo final tendrá el código necesario para convertir las señales analógicas del sensor en señales digitales, con el fin de que el paciente pueda entender fácilmente los resultados de las mediciones. Se prevé que este dispositivo pueda ser portátil y operado por el propio paciente. 

Elsie Araujo Palomo, coordinadora de la carrera de Ingeniería en Nanotecnología del ITESO, señaló que la saliva contiene biomarcadores que permiten conocer diversas cualidades de la salud de una persona, incluida la concentración de glucosa. 

“Quisimos evitar que la prueba dependa de la toma de sangre, para lo cual se formuló una hipótesis para nanoestructurar la superficie de los electrodos del sensor y así aumentar el área superficial, de tal forma que tuvieran la capacidad de detectar menores cantidades de glucosa”, explicó la académica. 

El proyecto, iniciado en 2018, ha contado con el apoyo del Fondo de Apoyo a la Investigación (FAI) del ITESO y del Fondo de Desarrollo Científico de Jalisco (Fodecijal) del Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología de Jalisco (Coecytjal). 

La ciencia detrás de la tecnología 
 
Patricia Guadalupe López Cárdenas, asesora del Departamento de Matemáticas y Física (DMAF) del ITESO, trabajó en la optimización del diseño de sensores nanoestructurados altamente sensibles al peróxido de hidrógeno, auxiliada por técnicas de superficie de respuesta (RSM), como parte de sus tesis para obtener el Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, bajo la dirección de Elsie Araujo y Juan Diego Sánchez Torres, coordinador de la carrera de Ingeniería Financiera. 

Este desarrollo puede mejorar significativamente la detección de glucosa en líquidos como lágrimas y saliva, en ciertas condiciones, lo que hace viable la creación de métodos no invasivos para el monitoreo de glucosa en pacientes con diabetes mellitus. 

Las investigaciones hechas por López resultaron en mejoras que hacen al sensor al menos 35 veces más sensible que el estándar para aplicaciones comerciales, por lo que esta propuesta es aplicable a muestras con bajas concentraciones de glucosa. Además de eliminar los pinchazos diarios necesarios para utilizar un medidor de glucosa a base de sangre, se espera que este desarrollo contribuya al desarrollo de dispositivos de menor costo, fácil uso y, potencialmente, que sean reutilizables. 

Sobre el PAP 

A través de un Proyecto de Aplicación Profesional (PAP), Priscila Rochín González y Adrián Ruiz Chávez, quienes cursan Ingeniería Química e Ingeniería en Biotecnología, respectivamente, y Lugalzagessi Minjarez Velazco y David Arturo Palafox Garza, ambos estudiantes de Ingeniería en Nanotecnología, han buscado integrar las diferentes partes del proyecto para obtener un dispositivo final.  

El equipo ha trabajado en la reproducción de los diferentes componentes del dispositivo, en la estandarización del proceso, en un primer prototipo funcional del dispositivo y en un diseño alternativo de la nanoestructura, con el objetivo de encontrar los parámetros idóneos para la optimización del proceso.  

“El proyecto requiere integrar muchas ramas de la ciencia. Por ejemplo, necesitamos de la electrónica para el diseño de los dispositivos. Estamos en el diseño y construcción de este dispositivo electrónico que servirá para captar la señal”, señaló Minjarez. 

López destacó que la nanotecnología tiene como aliadas la estadística y la ciencia de datos, que pueden aportar en la reducción de tiempos y costos en los procesos de optimización y rediseño de proyectos en el área de la electroquímica.  

Los siguientes pasos 

Adrián Ruiz Chávez afirmó que aún faltan varias etapas de investigación y desarrollo, entre las cuales destacan armar el dispositivo electrónico, idear algún método para imprimir varios prototipos a la vez y migrar de muestras de glucosa disuelta en agua destilada a muestras de saliva, además de continuar con pruebas en el laboratorio para optimizar el sensor.  

La académica consideró que este proyecto puede ayudar a acercar tecnología a las comunidades más alejadas. Apuntó además que, si bien por el momento se está considerando el monitoreo de glucosa enfocado a la diabetes, podría cambiarse la molécula a detectar para que el dispositivo pueda aportar información valiosa para el diagnóstico y el monitoreo de enfermedades renales, algunos tipos de cáncer o Covid. Aunque al momento está pensado que el sistema trabaje con saliva, también podría adaptarse para trabajar con otros fluidos como lágrimas, sudor u orina. 

“Esto impacta en la calidad de vida de las personas. Quién de nosotros no tiene un familiar que día a día se está pinchando y monitoreando”, dijo López. 

En ese contexto, Araujo comentó que una vertiente más del proyecto podría consistir en el desarrollo aplicaciones digitales que puedan recoger la información del dispositivo y mantenerla en la nube para construir la historia médica del paciente. 

“Incorporar esto podría impactar fuertemente no sólo en la gestión de la salud de las personas, sino que también tendría implicaciones en las regulaciones y la toma de decisiones. El chiste es generar esta información y articularla para que este proyecto pueda ser de beneficio para toda la región y todo México”, señaló la coordinadora de Ingeniería en Nanotecnología.