Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESPUn científico introduce la solución en el biosensor, con el prototipo del dispositivo para la medición de la troponina de fondoLéo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP
Las enfermedades cardiovasculares, principal causa de muerte en todo el mundo, especialmente los infartos de miocardio y los accidentes cerebrovasculares (ACV), provocan 17 millones de muertes al año según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS). En Brasil, cada año mueren alrededor de 400.000 personas a causa de estas afecciones. El diagnóstico precoz de los pacientes que presentan síntomas de infarto o ACV es un factor crucial para salvar vidas o evitar secuelas.
Esto fue lo que motivó a los investigadores de la healthtech Cor.Sync, una empresa nacida en Curitiba (estado de Paraná, Brasil) y actualmente con sede en São Paulo, a desarrollar una herramienta tecnológica capaz de medir en menos de diez minutos el nivel de troponina cardíaca, el principal biomarcador del infarto. Una healthtech es una empresa de base tecnológica en el área de la salud. Con los recursos disponibles hoy en día, los médicos pueden tardar hasta cuatro horas en obtener el resultado de este examen. El desarrollo de esta solución, que se encuentra en su fase final de certificación clínica, contó con el apoyo de la FAPESP a través del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe).
“Nuestro método utiliza biosensores de alta especificidad para medir la concentración de troponina cardíaca en la sangre del paciente”, explica el ingeniero biomédico Raul de Macedo, fundador y CEO de Cor.Sync. Además de este procedimiento, la empresa también ha creado un dispositivo portátil point of care, que significa: para ser utilizado en el lugar de atención, que realiza un análisis rápido de la muestra de sangre.
“Los resultados cuantitativos de la troponina están disponibles en ocho minutos en la pantalla del dispositivo y en la historia clínica del paciente, ayudando al médico a detectar si realmente se produjo un infarto”, dice Macedo. Tanto para la metodología, comprobada en estudios de laboratorio, como para el dispositivo, se han presentado solicitudes de patente a nivel local, en Brasil, e internacional.
La ventaja de la prueba rápida de troponina in situ reside en que el examen hematológico del paciente se realiza en el servicio de urgencias del hospital, sin necesidad de enviarlo al laboratorio de análisis clínicos de la institución. “Con ello ganamos minutos preciosos que pueden marcar la diferencia en la atención al paciente”, dice el cardiólogo Attílio Galhardo, socio de Cor.Sync y miembro del equipo que desarrolló la solución.
El diagnóstico del infarto, dice, se realiza a partir de la historia clínica del paciente y del análisis de un electrocardiograma (ECG), un estudio que evalúa las alteraciones del miocardio como resultado de una isquemia –la reducción del flujo sanguíneo en el corazón– o necrosis, así como el ritmo de los latidos cardíacos. Sin embargo, el ECG no es lo suficientemente sensible como para detectar grados pequeños o breves de daño miocárdico. Cuando está disponible, el análisis hematológico de laboratorio para medir la troponina es el criterio estándar para diagnosticar el infarto.
“Cuando el ECG no es concluyente, el médico solicita el test de la sangre. El caso es que en la mayoría de los hospitales del país y en gran parte de los de todo el mundo, este estudio demora entre dos y cuatro horas. Incluso en las unidades sanitarias de excelencia en la materia, raramente el resultado está disponible en menos de una hora. Es demasiado tiempo”, subraya Galhardo. Según datos de la Sociedad Brasileña de Cardiología (SBC), alrededor de un 50 % de las víctimas de infarto de miocardio no presenta alteraciones significativas en el electrocardiograma. “Para estos casos, la dosificación de la troponina es esencial para efectuar un diagnóstico certero”, explica Galhardo.
Las pruebas de laboratorio para la detección de la troponina cardíaca son de alta precisión, con un coeficiente de variabilidad de un 7 % del valor de referencia, es decir, si el valor real de la troponina es de 10 nanogramos por litro (ng/l), el sistema puede registrar un valor entre 9,3 y 10,7 ng/l. Este margen de error es aceptado por la comunidad médica. Pero, por otra parte, llevan su tiempo y requieren la manipulación de la muestra por personal especializado. “El análisis suele llevar 40 minutos en la máquina, sumado a los tiempos de preparación de la muestra y de su traslado hasta el laboratorio”, dice Macedo.
El emprendedor destaca que en el mercado ya existen test comerciales de troponina point of care, similares al diseñado por Cor.Sync. “Realizan la medición en pocos minutos, pero no poseen la precisión deseable para el diagnóstico. Por eso se los utiliza para realizar el triaje de reconocimiento, y requieren de una prueba de laboratorio para confirmarlos”, informa Macedo. “Nosotros hemos conseguido aunar el diagnóstico preciso de los análisis de laboratorio estándar con la rapidez y practicidad del diagnóstico point of care”.
Para el cardiólogo Pedro Ivo de Marqui Moraes, médico adjunto de la Unidad de Terapia Intensiva (UTI) de cardiología de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), las metodologías point of care para el análisis de troponina constituyen un avance superlativo. “Para quienes trabajan en el sector de urgencias o en UTI es mucho más conveniente disponer de un dispositivo que procese la muestra y entregue el resultado in situ en pocos minutos”, opina. “La metodología de laboratorio para la cuantificación de la troponina es antigua y ha sido perfeccionada en los últimos años. Estamos en una etapa de transición hacia las pruebas en el punto de atención”.
Resonancia plasmónica
El método creado por Cor.Sync se basa en un fenómeno físico conocido como resonancia de plasmón superficial, cuyo fundamento es la interacción entre un haz de luz láser y un biosensor compuesto por una nanopelícula metálica donde se deposita la muestra de sangre (véase la infografía). “Los test comerciales de detección de troponina point of care emplean otros métodos. La imagen de resonancia de plasmones, por lo que sabemos, no se utiliza para el diagnóstico, sino para visualizar la dinámica de interacción entre las proteínas en otras situaciones. Lo que hicimos fue adaptar este método a una plataforma de diagnóstico”, explica Macedo.
La idea de crear un dispositivo que agilizara el diagnóstico del infarto surgió en 2017, el año en el que Macedo comenzó su maestría en ingeniería biomédica en la Universidad Tecnológica Federal de Paraná (UTFPR). “Poco antes había sentido un dolor en el pecho y pensé que estaba sufriendo un infarto. Acudí a un centro de urgencias y, afortunadamente, solo se trataba de estrés. Pero me llamó la atención la demora para tener el resultado del diagnóstico”, recuerda.
En 2019, el ingeniero decidió fundar la startup en Curitiba, la ciudad donde vivía, con el propósito de desarrollar un aparato comercial para la detección rápida de la troponina. Al año siguiente, Cor.Sync se trasladó a São Paulo para incubarse en el Centro de Innovación, Emprendimientos y Tecnología (Cietec) de la Universidad de São Paulo (USP). Las tareas de investigación y desarrollo se concentraron en la capital paulista. “Noté que nuestra solución era demasiado compleja y sin la ayuda de científicos eminentes sería difícil diseñar un producto comercial a gran escala. Es por eso que buscamos acercarnos a la USP y firmamos un convenio de cooperación con la red de laboratorios de nanotecnología de la universidad (SisNano USP)”, relata.
“Fuimos contactados por Cor.Sync y estamos colaborando en el desarrollo del biosensor”, dice el químico Koiti Araki, coordinador de la red SisNano USP. “Nuestro interés en el proyecto se debe a la importancia del diagnóstico de enfermedades y porque el método se basa en una técnica de nanotecnología, la resonancia de plasmones de superficie. Su ventaja radica en que permite la detección de cantidades mínimas de moléculas –como en el caso de la troponina– presentes en la muestra de sangre.
El método de diagnóstico de la healthtech fue validado en pruebas de laboratorio. Durante el estudio, la metodología presentó un coeficiente de variación de un 7 %, similar al de las pruebas estándar de laboratorio. La startup también ha completado el desarrollo del primer prototipo del dispositivo point of care, y en octubre estará lista una versión mejorada.
La fase final del desarrollo –un estudio con pacientes para la homologación clínica de la metodología– también está programada para este año. La startup está cerrando una negociación con un hospital de São Paulo para llevar a cabo un estudio con 600 voluntarios, personas que acuden a la sala de urgencias del hospital con sospecha de infarto. “Esperamos tener los resultados a finales de año o principios del próximo para poder presentar a la Anvisa [Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria] un pedido de autorización de uso del dispositivo. Si todo sale bien, el producto podría estar disponible en el mercado en 2023”, afirma Galhardo.
Para desarrollar la solución, Cor.Sync recibió 2,85 millones de reales de inversores privados y en fondos no reembolsables. Además del programa Pipe-FAPESP, la empresa contó con el apoyo de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), vinculada al Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI) de Brasil, de Conecta Startup Brasil, una iniciativa del gobierno federal para el estímulo a los emprendimientos, y del programa IA2, promovido por el MCTI con el apoyo de Softex, una organización de fomento de la transformación digital.
Proyecto
Desarrollo y certificación de un dispositivo point of care para medir el nivel de troponina cardíaca en sangre (no 20/05786-6); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Investigador responsable Raul Queixada (Cor.Sync); Inversión R$ 140.501,60
