Recetar antibióticos de forma rápida y a menor costo

Ismael Sanchez yFederico Figueredo con el premio Innovar.

Elegir el antibiótico correcto, o la dosis más conveniente, es una tarea vital de los médicos al tratar una infección. Cuando se hace a la ligera, lo que termina sucediendo es que se genera una resistencia en las bacterias, que termina siendo peligroso para toda la población. 

Un equipo de investigadores de la Universidad de Buenos Aires viene trabajando en miniaturizar las pruebas de laboratorio necesarias para identificar el antibiótico más idóneo para tratar una infección. Esto se traducirá en una reducción enorme en los costos y en los desechos que se generan.

Frente a una infección, normalmente los médicos mandan a hacer un antibiograma, para determinar la probabilidad de que un antibiótico determinado sea capaz de contrarrestar el crecimiento de una bacteria. Para ello se requiere de un laboratorio microbiológico totalmente equipado y los resultados se obtienen en tiempos de hasta 5 días.

El novedoso desarrollo de los investigadores de la UBA, llamado AntibioSmart, no sólo sería mucho más barato y accesible a todo tipo de institución dedicada a la salud, sino que entregaría el resultado en sólo un 1 día. Ganó el primer puesto en la categoría salud del Concurso Nacional de Innovaciones INNOVAR.

Esto se logra gracias a los microchips microfluídicos, que reducen todos los estudios clínicos a una escala microscópica. En el caso de AntibioSmart, el microchip mide escasos centímetros, se fabrica con impresoras 3D, y con materiales biodegradables a base de desechos del maíz. 

Todo en una gota

“Me adentré en el mundo de la microfluídica porque veía las ventajas que ofrecía. Es un área de la ciencia que trata de miniaturizar todos los protocolos que usualmente se hacen en un laboratorio”, contó el microbiólogo Federico Figueredo, docente e investigador de la UBA, que trabaja en el Laboratorio de Biosensores y Bioanálisis, del Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

“El trabajo se reduce a biochips, que en su interior tienen canales, pequeños reservorios y cámaras de reacción. Todos unidos entre sí o separados, dependiendo de su aplicación. Miden escasos centímetros, pero allí dentro uno puede realizar todo el experimento que usualmente haría en un laboratorio. La ventaja principal que esto aporta es la increíble reducción de los costos”, explicó Figueredo. “Ya que se utiliza una cantidad mínima de reactivos y soluciones, y se produce un volumen casi insignificante de residuos”.

Esta tecnología se está empezando a aplicar en diferentes áreas de la salud, valiéndose de los biochips para el diagnóstico inmediato de enfermedades, para determinar toxicidad de compuestos, e incluso el muestreo contínuo de agua o aire para analizar toxinas o patógenos peligrosos. 

“Comenzamos tratando de ver si nuestro sensor podía detectar bacterias dentro de microgotas. Dio muy buenos resultados, así es que continuamos con el desarrollo de un microchip dentro del cual se pudiese realizar toda la prueba. Es muy desafiante porque debemos pensar en cada una de las partes y en el todo, de la plataforma”, contó Figueredo. 

“Nosotros lo que estamos haciendo es integrar todo en un solo microchip, que lo fabricamos con impresoras 3D, de bajo costo, y con materiales biodegradables, a base de residuos del maíz”, agregó el investigador.

A lo que se apunta con el AntibioSmart, que está desarrollando Figueredo con su equipo, es a que se pueda saber qué antibióticos se le debe aplicar a un paciente de forma más rápida, sencilla, automatizada y barata. 

“Dentro del microchip se aplican distintos antibióticos a la muestra del paciente, y se ve cuál es el más efectivo, el que mata a las bacterias o impide que se reproduzcan”, explicó Figueredo. “Esto sucede a nivel microscópico. Tan sólo necesitamos una microgota, nanolitros, de muestra, y de antibiótico”. 

“En una de las cámaras del microchip se incuba por unas 4 horas a las bacterias que provienen de la muestra, y así las enfrentamos al antibiótico que se quiere testear”, continuó el investigador. “Luego las microgotas siguen su camino hasta el detector, que es el que determina el número de bacterias que hay dentro de cada microgota. Con ese dato se sabe si las bacterias fueron resistentes o susceptibles al antibiótico”. 

Este tipo de desarrollo no sólo permitiría llevar este tipo de análisis a casi cualquier institución de salud por su practicidad y su bajo costo, sino que reduciría los tiempos de espera que suelen tener los antibiogramas. 

“Otra de las ventajas de usar poca cantidad de muestra, es que se necesita molestar menos al paciente para tomarlas, que a veces son del  estómago”, explicó Ismael Sanchez, estudiante de doctorado que trabaja con Figueredo en el laboratorio. “Un estudio normal debería tardar entre 24 y 48 horas, pero entre que se toma la muestra, llega al lugar, se hace, no suele bajar de 5 días. Con esta plataforma podríamos reducir eso a 1 día”. 

Como 5 días de espera puede llegar a ser demasiado, son muchas las veces que directamente se recetan antibióticos que tal vez no son los más adecuados. Esto lleva a su vez a que las bacterias desarrollen resistencia, un problema cada vez más acuciante a nivel mundial. La microfluídica podría aportar muchas soluciones para agilizar los análisis clínicos, y evitar la propagación de las bacterias superresistentes.