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Un aparato de diagnóstico capaz de detectar hasta 20 enfermedades en tan sólo algunos minutos se encuentra en desarrollo en el marco de un consorcio encabezado por tres instituciones de investigación del estado de Paraná. Denominado plataforma para diagnósticos multiplex, este kit será fabricado industrialmente a partir de 2014 en la empresa Lifemed, con sede en la localidad de Pelotas (Rio Grande do Sul). Al principio, el aparato se utilizará para el diagnóstico de VIH, citomegalovirosis, rubeola, sífilis, toxoplasmosis y hepatitis A, B y C en análisis preparto de la Red Cigüeña, un programa del Ministerio de Salud destinado a la asistencia de madres y bebés. La investigación que desembocó en el desarrollo del producto es encabezada por el Instituto Carlos Chagas (ICC) de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), y por las universidades Federal de Paraná (UFPR) y Tecnológica Federal de Paraná (UTFPR), instituciones todas con sede en la ciudad de Curitiba, además de otras siete instituciones de otros estados, mediante una articulación impulsada por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (INCT) para el Diagnóstico en Salud Pública.
De acuerdo con Marco Aurélio Krieger, investigador del ICC y coordinador del proyecto, este nuevo aparato se desarrolló con base en dos conceptos, lab-on-a-chip (todo el laboratorio en una tarjeta descartable) y point of care (de ejecución sencilla en consultorios o ambulatorios). Por eso es portátil, puede funcionar con batería y permite la realización del test en el propio consultorio médico o incluso en lugares remotos. “Asimismo, todo el desarrollo del aparato es nacional”, dice Krieger.
De acuerdo con Carlos Gadelha, secretario de Ciencia, Tecnología e Insumos Estratégicos del Ministerio de Salud, la cartera invertirá alrededor de 950 millones de reales a lo largo de cinco años en la compra de los kits. La cantidad de aparatos fabricados aumentará en forma progresiva durante dicho período. Según Gadelha, la compra a cargo del gobierno nacional generará un ahorro de más de 177 millones de reales al cabo de los cinco años, y el precio unitario del producto experimentará una disminución de alrededor del 30% durante ese lapso. “El primer año (2014) se producirán dos millones de kits a un valor unitario de 30,40 reales”, explica. “Durante el último año (2019) se fabricarán 10 millones de unidades a un valor de 21,50 cada una”. Son valores sin los impuestos que inciden normalmente en el producto, solamente se incluye aquéllos relativos al pago del personal.
El aparato está compuesto básicamente de tres partes: micropartículas de poliestireno (el mismo material empleado para fabricar el poliexpán); un disco de polímero, similar a un CD, llamado por los investigadores chip, y el aparato que lo hace funcionar. El equipo del físico Cyro Ketzer Saul, del Departamento de Física de la UFPR, desarrolló las partículas. Cada una de éstas tiene alrededor de 10 micrones de diámetro (un micrón equivale a la millonésima parte de un metro). “Mediante reacciones químicas, envolvemos a las partículas con antígenos de un determinado patógeno; pueden ser virus u otros microorganismos causantes de enfermedades”, explica Krieger. El antígeno es una proteína o un fragmento de proteína extraña al organismo que provoca una respuesta inmunológica mediante la formación de anticuerpos.
La segunda parte, el chip o disco, también fue desarrollada en la UFPR por el equipo del profesor Wido Herwig Schreiner. Se trata de un pequeño disco de tres centímetros de diámetro, con 40 “hoyitos”, divididos en dos círculos concéntricos, cada uno con 20. Cada par de hoyitos (uno del círculo interno y otro del externo) está unido por una microcanaleta que va hacia el centro del disco. En la parte externa del mismo va un borde de material absorbente denominado “pañalón” por los investigadores. La tercera parte del kit es un aparato desarrollado en la UFTPR por el grupo del investigador Fabio Kurt Schneider, que hace girar el disco y suministra el resultado de test, mostrando si un determinado paciente padece una de las enfermedades analizadas.
El proceso completo de realización del diagnóstico es sencillo. En cada hoyito del círculo interno del chip se disponen miles de microesferas con antígenos para un determinado tipo de enfermedad. En los 20 pocitos del círculo externo se insertan anticuerpos capaces de reconocer anticuerpos humanos. Por eso detectarán cualquiera de éstos que esté vinculado con los antígenos. Su función es actuar como control. El test se efectúa poniendo una gota de sangre en el centro del disco, que se inserta en el aparato de giro. A medida que éste gira, la sangre se escurre por las canaletas hasta los hoyitos. Si en la sangre testeada hubiera anticuerpos para una determinada enfermedad, la misma se adherirá al antígeno para intentar matarlo. Así es como se determina si la persona cuya sangre está testeándose porta la enfermedad. “Pero, para que eso pueda visualizarse, se pone automáticamente otra proteína en el centro do disco, que nuevamente girará”, explica Saul. “A esta proteína se la denomina reportera, y es capaz de adherirse a cualquier anticuerpo que se haya adherido a la partícula con antígeno.”
El último consiste en hacer incidir luz ultravioleta sobre el disco. La proteína reportera brillará en los huequitos con anticuerpos, una imagen que es captada por una cámara del aparato, tanto en aquéllos del círculo externo de control como los del círculo interno que tengan sangre contaminada por una determinada enfermedad. “El círculo de control resulta importante”, dice Krieger. “Si algún hoyito de esos no brilla, el test queda invalidado. Es una prueba de que hubo algún problema en su realización.”
iccSimulación del funcionamiento del disco bajo luz ultravioletaicc
Hasta ahora, el proyecto ha pasado por la fase de prueba de laboratorio, que comprobó su factibilidad. “Contamos lo se dice con una prueba de concepto”, explica Saul. “Sabemos que funciona y cómo funciona. Pero ahora queremos producir el aparato industrialmente”. Para esto se ha firmado en enero un convenio entre la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), la Fiocruz y el Instituto de Biología Molecular de Paraná (IBMP), que prevé el giro de 8 millones de reales destinados a las próximas fases de desarrollo, validación y registro del kit. El ICC coordinará esta nueva etapa, que se desarrollará con la participación de otras dos unidades de la Fiocruz: el Instituto Aggeu Magalhães, del estado de Pernambuco, y el Instituto de Tecnología de Inmunobiológicos (Bio-Manguinhos), de Río de Janeiro, aparte de la UFPR, la UTFPR y el IBMP.
Test del prototipo
Esta fase también contará con la participación de Lifemed. De acuerdo con su gerente comercial nacional, Carlos Passos, en primera instancia el proyecto involucrará al área de investigación y desarrollo (I&D) de la empresa. “A partir de una configuración inicial y de las características del aparato que contemple las necesidades del Ministerio de Salud, vamos a desarrollar primeramente un prototipo”, explica. “Éste será testeado en laboratorio, antes de hacer ningún ensayo en pacientes. Luego, y en lo que normalmente es un proceso lento, se realizará la parte correspondiente a los ensayos clínicos. La producción propiamente dicha es la última etapa y se llevará a cabo de acuerdo con el contrato del Ministerio de Salud.”
Y lo que no va a faltar es mercado para el uso de los kits. Según datos del Ministerio de Salud, nacen anualmente en Brasil alrededor de 3 millones de niños. Teniendo en cuenta que el 75,5% de la población brasileña no tiene cobertura médica, se estima que alrededor de 2,3 millones de embarazadas dependen del Sistema Único de Salud (SUS) para sus consultas y estudios preparto. También de acuerdo con el ministerio, considerando que la cantidad mínima de consultas realizadas en Brasil es cuatro por gestación durante el preparto, pese a que la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda no menos de seis –y que en cada consulta se realizan los análisis recomendados para VIH, rubeola, sífilis, toxoplasmosis y hepatitis B–, la cantidad estimada es de 9,1 millones anuales.
Todavía no hay datos disponibles sobre los gastos del SUS con la realización de estos estudios, pero considerando que un inmunoensayo en la plataforma Elisa cuesta para otros programas del ministerio alrededor de 2 dólares cada uno, se estima que se gastarían anualmente alrededor de 247,8 millones de reales con los exámenes.
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Otros datos del ministerio también muestran la importancia de las inversiones destinadas a desarrollar tecnologías nacionales para la atención en salud, principalmente en el preparto. Éstos muestran que en 2009, por ejemplo, se realizaron 19,4 millones de consultas con gestantes. Un incremento de 125% en el acceso a los servicios de salud para las consultas preparto con relación a 2003.
Con la implementación total del programa de la Red Cigüeña en 2014, que tiene como uno de sus objetivos la ampliación del acceso de las embarazadas a los servicios de salud, el Ministerio de Salud espera que se registre un aumento significativo de la cantidad de consultas. Para Gadelha, del ministerio, los acuerdos con instituciones de investigación y empresas nacionales para el desarrollo de productos y tecnologías tienen un carácter sistemático de innovación, lo que comprende el avance de nuevos abordajes biotecnológicos y el esfuerzo para la producción de equipos y dispositivos médicos en Brasil.
Uno de los objetivos del proyecto es la máxima nacionalización posible del aparato. Dispositivos como el chip y la cámara se importarán. La meta es que los otros componentes del kit sean nacionalizados: las proteínas (antígenos y anticuerpos), el disco de polímero de la base del chip, las micropartículas de poliestireno que se unirán a las proteínas y el dispositivo activador del chip. “En el caso de las micropartículas, ya se encuentra en marcha un proceso de solicitud de patente a cargo de la Fiocruz”, dice Saul. Además de Lifemed, que producirá el dispositivo activador del chip y hará el montaje y la comercialización del producto, la Fiocruz apoya la creación de empresas spin off para la producción de los componentes plásticos que compondrán el disco del chip.
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