{"id":89997,"date":"2010-08-01T00:00:00","date_gmt":"2010-08-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2010\/08\/01\/laboratorio-de-papel\/"},"modified":"2017-02-06T19:00:45","modified_gmt":"2017-02-06T21:00:45","slug":"laboratorio-de-papel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/laboratorio-de-papel\/","title":{"rendered":"Laboratorio de papel"},"content":{"rendered":"

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>Un peque\u00f1o cuadrado de papel del tama\u00f1o de una estampilla postal, que funciona como un minilaboratorio de an\u00e1lisis cl\u00ednicos, se emplear\u00e1 este mismo a\u00f1o en Santa Luzia do Itanhy, en el estado brasile\u00f1o de Sergipe, para evaluar la condici\u00f3n b\u00e1sica de salud de ni\u00f1os y adolescentes de esta localidad de poco m\u00e1s de 10 mil habitantes. Estos sistemas de an\u00e1lisis, denominados dispositivos microflu\u00eddicos en papel, o \u00b5PAD (del ingl\u00e9s microfluidic paper-based analytical device<\/em>), fueron desarrollados por el grupo de investigaci\u00f3n encabezado por el profesor George Whitesides, de la Universidad Harvard, Estados Unidos, con la participaci\u00f3n del profesor Emanuel Carrilho, del Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) y miembro del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Bioanal\u00edtica (INCT Bioanal\u00edtica). Los ex\u00e1menes se realizan con un peque\u00f1o volumen de l\u00edquido, una gota de sangre o de orina, que corre por microcanales grabados en un papel poroso mediante el empleo de una impresora comercial de chorro de cera.<\/p>\n

Luego de la impresi\u00f3n, se calienta la hoja a150\u00b0Cdurante dos minutos, lo que permite que la cera se derrita y forme los microcanales, que son las pistas por donde circular\u00e1n los l\u00edquidos analizados. En la punta de estos caminos impresos en papel se ponen reactivos, enzimas y anticuerpos que cambian de color, dependiendo de la sustancia testeada. La cera funciona como una barrera hidrof\u00f3bica, es decir, no deja que los l\u00edquidos, tales como orina y sangre, se esparzan aleatoriamente por el papel, que es impermeabilizado con un pol\u00edmero. El an\u00e1lisis es simple y sumamente pr\u00e1ctico. Basta con poner el l\u00edquido que ser\u00e1 testeado en la entrada del dispositivo impreso en papel que inmediatamente el mismo se propaga por los microcanales, y en contacto con el reactivo, cambia de color. El resultado tarda a lo sumo 30 minutos, lo suficiente como para que se produzca la reacci\u00f3n qu\u00edmica y el cambio de coloraci\u00f3n. El tiempo es mucho menor que con el uso del tradicional test Elisa, el primer an\u00e1lisis de sangre destinado a verificar si los pacientes est\u00e1n infectados con el virus VIH, por ejemplo, que tarda entre dos y tres horas para mostrar el resultado. \u201cEl an\u00e1lisis hecho en el papel es solamente visual\u201d, dice Carrilho.<\/p>\n

Diagn\u00f3sticos m\u00faltiples
\n<\/strong>Actualmente se encuentran listos para su uso los dispositivos destinados a verificar el nivel de glucosa, que es el par\u00e1metro para la evaluaci\u00f3n de la diabetes, y de las prote\u00ednas totales en la orina, fundamental para saber c\u00f3mo se encuentra la funci\u00f3n renal o si hay una infecci\u00f3n en el tracto urinario. Pero el minilaboratorio de papel podr\u00e1 tambi\u00e9n usarse para diagnosticar la malaria,\u00a0 la tuberculosis, el Sida y otras enfermedades. \u201cMuchas de las reacciones qu\u00edmicas que se hacen en laboratorio pueden transportarse al papel\u201d, dice Carrilho, quien durante dos a\u00f1os estuvo en el laboratorio del profesor Whitesides con una beca Nuevas Fronteras de la FAPESP, para desarrollar sistemas bioanal\u00edticos, y tambi\u00e9n firm\u00f3 cuatro art\u00edculos cient\u00edficos publicados entre 2008 y 2010 en la revista Analytical Chemistry<\/em>, peri\u00f3dico quincenal de la Sociedad Americana de Qu\u00edmica, que abordan el desarrollo y la aplicaci\u00f3n de los dispositivos microflu\u00eddicos en papel, y uno en Angewandte Chemie<\/em>, uno de los peri\u00f3dicos m\u00e1s prestigiosos del \u00e1rea de qu\u00edmica.<\/p>\n

Desde entonces ha habido avances en la construcci\u00f3n de los dispositivos, y el grupo liderado por Carrilho ha contribuido a ello. Actualmente planean, entre otros objetivos, trabajar con un test destinado a evaluar la presencia de gluten en alimentos o bebidas. La informaci\u00f3n sobre la presencia o ausencia de gluten en las etiquetas de los productos es fundamental para aqu\u00e9llos que padecen la enfermedad cel\u00edaca, una intolerancia permanente a esa prote\u00edna que est\u00e1 presente en el trigo, la avena, el centeno, la cebada y la malte, y en otros cereales.<\/p>\n

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>El dispositivo de papel tambi\u00e9n est\u00e1 siendo trabajado para la detecci\u00f3n de metales pesados en el agua, un indicativo de contaminaci\u00f3n, y en pruebas de calidad del agua y de alimentos. Desde que regres\u00f3 a Brasil, Carrilho se ha dedicado a desarrollar nuevos sistemas de an\u00e1lisis para adaptarlos a la realidad brasile\u00f1a, simplificando algunas etapas del proceso de fabricaci\u00f3n, lo que ha redundado en un pedido de patente para el sistema microflu\u00eddico. Hasta ahora no se ha concretado ninguna asociaci\u00f3n para la transferencia de tecnolog\u00eda, pero ha habido varias conversaciones con inversores, y algunos trabajos de desarrollo se llevan a cabo con WAMA Diagn\u00f3sticos, una empresa de an\u00e1lisis cl\u00ednicos r\u00e1pidos de la ciudad paulista de S\u00e3o Carlos.<\/p>\n

El primer ensayo bioanal\u00edtico creado por el grupo de Whitesides en Harvard fue el an\u00e1lisis de orina destinado a evaluar la glucosa y prote\u00ednas. Desde un canal central, similar a\u00a0 un\u00a0 tronco de \u00e1rbol estilizado, sal\u00edan tres ramificaciones, las zonas de test. Los ensayos se basaron en reacciones qu\u00edmicas y enzim\u00e1ticas conocidas para an\u00e1lisis de orina. El resultado demostr\u00f3 que ensayos independientes pueden ejecutarse simult\u00e1neamente en las diferentes zonas de test de un mismo sistema, sin que haya contaminaci\u00f3n cruzada de reactivos. Es decir, varios an\u00e1lisis cl\u00ednicos puede hacerse al mismo tiempo, con resultados parecidos a los obtenidos en un\u00a0 laboratorio tradicional, sin necesidad de contar con una gran cantidad de muestras, tubos de ensayo y heladeras, y con la espera del resultado de al menos un d\u00eda.<\/p>\n

El dise\u00f1o del dispositivo puede variar tanto en el n\u00famero de ramificaciones que salen del tronco central como en el cierre de las puntas donde se ponen los reactivos. El grupo de Carrilho trabaja actualmente con un sistema con cinco ramificaciones, dos para la repetici\u00f3n de cada test, y una central, para la cuantificaci\u00f3n de creatinina, un\u00a0 par\u00e1metro de normalizaci\u00f3n.<\/p>\n

Adem\u00e1s que es un examen muy r\u00e1pido, otra ventaja de ese microsistema de an\u00e1lisis radica en el bajo costo de los materiales utilizados. En el caso de los reactivos, que otorgan el color en los test y son caros, las cantidades utilizadas son m\u00ednimas, del orden de 0,1 microlitro (la millon\u00e9sima parte de un litro) de reactivo por examen. \u201cCon una sola hoja de papel es posible hacer 120 dispositivos, con un\u00a0 costo de impresi\u00f3n de 5 centavos de d\u00f3lar\u201d, dice Carrilho. La fabricaci\u00f3n tambi\u00e9n es bastante sencilla y no se requieren para ello aparatos complejos.<\/p>\n

Actualmente el grupo del investigador se encuentra preparando mil dispositivos para su utilizaci\u00f3n en los ex\u00e1menes que se har\u00e1n en Santa Luzia do Itanhy. Todos los hogares ser\u00e1n visitados por agentes del Programa de Salud\u00a0 de la Familia (PSF), del gobierno federal. La iniciativa forma parte de un proyecto piloto que est\u00e1 implement\u00e1ndose en la ciudad a trav\u00e9s del Instituto de Investigaciones en Tecnolog\u00eda de la Innovaci\u00f3n (IPTI), un\u00a0 centro multidisciplinario de estudios asociado al PSF. En una etapa posterior, los dispositivos se har\u00e1n en el propio centro de investigaciones del IPTI, y se transferir\u00e1 la tecnolog\u00eda a la comunidad.<\/p>\n

An\u00e1lisis accesibles
\n<\/strong>La idea es llevar el minilaboratorio de an\u00e1lisis a otras localidades brasile\u00f1as. En caso de dudas al respecto del resultado de los ex\u00e1menes, una simple foto sacada con un tel\u00e9fono celular podr\u00e1 envi\u00e1rsele a un\u00a0 especialista, quien al cabo de analizar la imagen dar\u00e1 su diagn\u00f3stico. La respuesta podr\u00e1 llegar como mensaje de texto en el celular de origen, con la prescripci\u00f3n del tratamiento adecuado. \u201cLa telemedicina es una nueva manera de hacer a\u00fan m\u00e1s barato el diagn\u00f3stico\u201d, dice Carrilho. As\u00ed ser\u00e1 m\u00e1s f\u00e1cil tener acceso a la tecnolog\u00eda en los lugares m\u00e1s distantes. Fue precisamente la idea de llevar los ex\u00e1menes a los pa\u00edses m\u00e1s pobres, de manera sencilla y a bajo costo, lo que redund\u00f3 en el desarrollo del primer dispositivo microflu\u00eddico en papel, como parte de una l\u00ednea de investigaci\u00f3n del profesor Whitesides, llamada Soluciones Simples, o Simple Solutions<\/em>. El objetivo es llevar a lugares remotos de \u00c1frica o de otros pa\u00edses en desarrollo, que no poseen ni m\u00e9dicos ni cl\u00ednicas, una herramienta barata de diagn\u00f3stico. La investigaci\u00f3n cont\u00f3 con financiamiento de la Fundaci\u00f3n Melinda y Bill Gates, que don\u00f3 10 millones de d\u00f3lares durante cinco a\u00f1os.<\/p>\n

Las innumerables posibilidades de esta innovadora plataforma de bion\u00e1lisis siguen siendo sometidas a pruebas a cargo de los numerosos grupos de investigaci\u00f3n implicados en este proyecto. Entre ellas se encuentran los estudios de nuevos\u00a0 soportes de papel, los m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n de los dispositivos y el desarrollo de nuevos componentes tales como electrodos, v\u00e1lvulas, filtros, mezcladores y revestimientos, que podr\u00e1n expandir la cantidad de sustancias testeadas, y por consiguiente, los ex\u00e1menes realizados. Los investigadores se encuentran tambi\u00e9n abocados a desarrollar nuevos m\u00e9todos destinados a la estabilizaci\u00f3n de los reactivos almacenados en los dispositivos, para que puedan ser distribuidos sin necesidad de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n

El proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de herrajes microflu\u00eddicos que permitan el desarrollo y la fabricaci\u00f3n de sistemas bioanal\u00edticos para qu\u00edmica, biolog\u00eda, bioqu\u00edmica y medicina (n\u00ba 2006\/02007-9<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Beca en el Exterior \u2013 Nuevas\u00a0 Fronteras;\u00a0Supervisor\u00a0<\/strong>George Whitesides \u2013 Universidad Harvard; Becario\u00a0<\/strong>Emanuel Carrilho \u2013 USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 81.929,01 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nCHENG, C.-M. et al<\/em>. Paper-based Elisa<\/a>. Angewandte Chemie International Edition<\/strong>. v. 49, p. 4.771-74. 2010.
\nMARTINEZ, A.W. et al<\/em>. Diagnostics for the developing world: Microfluidic paper-based analytical devices<\/a>. Analytical Chemistry<\/strong>. v. 82, p. 3-10. 2010.
\nCARRILHO, E. et al<\/em>. Understanding wax printing: A simple micropatterning process for paper-based microfluidics<\/a>. Analytical Chemistry<\/strong>. v. 81, p. 7.091-95. 2009.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Celulosa y cera componen un nuevo modelo de an\u00e1lisis cl\u00ednicos","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[312,316],"coauthors":[115],"class_list":["post-89997","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-innovacion","tag-medicina-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89997","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=89997"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89997\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=89997"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=89997"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=89997"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=89997"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}