Prueba basada en enzimas podría identificar rápidamente pacientes con accidente cerebrovascular al llegar al hospital

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Los pacientes con síntomas de accidente cerebrovascular generalmente se someten a un examen neurológico seguido de una tomografía computarizada para descartar una hemorragia cerebral. Si se diagnostica un accidente cerebrovascular isquémico dentro de las cuatro horas y media de experimentar los síntomas, los pacientes pueden recibir el medicamento para disolver coágulos tPA. Pero actualmente, alrededor del 70% al 85% de los pacientes pierden esa ventana de cuatro horas y media, en parte porque el diagnóstico lleva demasiado tiempo. Además, alrededor del 10 % de las personas con síntomas que simulan un derrame cerebral, como convulsiones, migraña o niveles bajos de azúcar en la sangre, reciben tPA innecesariamente, lo que los pone en riesgo de complicaciones hemorrágicas graves. Ahora, una nueva prueba podría identificar rápidamente a los pacientes con accidente cerebrovascular al llegar al hospital, de modo que más pacientes puedan recibir una tomografía computarizada y un tratamiento con tPA dentro de la ventana crítica.

Investigadores de la Universidad de Cornell (Ithaca, NY, EUA) que comenzaron a investigar cómo nadan los espermatozoides hace más de dos décadas, han descubierto una nueva forma de diagnosticar el accidente cerebrovascular y otras enfermedades. Han co-fundado una empresa, TETDiagnostics, para transformar lo que aprendieron de los espermatozoides en una tecnología de diagnóstico bioinspirada. En última instancia, los investigadores planean desarrollar esta tecnología basada en enzimas en una variedad de pruebas de diagnóstico que se pueden realizar en cualquier lugar utilizando un dispositivo portátil. Su investigación inicial ha demostrado que la prueba diagnostica de manera efectiva los accidentes cerebrovasculares y las conmociones cerebrales.

La tecnología surgió de su investigación sobre la biología básica del esperma. Su trabajo ya se ha convertido en una prueba de fertilidad masculina comercialmente disponible y contribuyó a los primeros cachorros nacidos por fertilización in vitro. Las células usan una reacción de 10 pasos para descomponer la glucosa y producir energía. En la mayoría de las células, las enzimas involucradas flotan libremente, pero en los espermatozoides están ancladas al esqueleto interno de la cola. Los investigadores copiaron este diseño y descubrieron que podían agregar funciones a las nanopartículas uniendo diferentes enzimas. Los grupos de enzimas inmovilizadas funcionan aún más eficientemente que los que flotan libremente. Los investigadores consideraron otras aplicaciones y se decidieron por pruebas de diagnóstico rápidas en el punto de atención. Diagnósticos similares, como las pruebas rápidas de COVID-19 y las pruebas de embarazo, usan anticuerpos, que son más lentos que las enzimas, y solo dan resultados de sí o no. Por el contrario, las enzimas son "pequeñas biomáquinas" que se aferran a los biomarcadores de enfermedades, los cambian y los liberan, emitiendo fotones de luz en el proceso. Un instrumento de laboratorio o un lector de mano puede detectar la luz emitida para cuantificar cuánto biomarcador hay en la muestra.

Los investigadores eligieron el accidente cerebrovascular como una de las primeras aplicaciones para su tecnología de diagnóstico porque cuanto más rápido se puede diagnosticar y tratar un coágulo de sangre en el cerebro, llamado accidente cerebrovascular isquémico, menor es el daño al cerebro del paciente. Su prueba podría identificar rápidamente a los pacientes con accidente cerebrovascular al llegar al hospital, así como descartar a las personas con imitadores de accidente cerebrovascular, salvándolos de un tratamiento potencialmente peligroso con tPA. La compañía ya realizó un pequeño estudio piloto de 50 pacientes que recibieron la prueba de diagnóstico TET junto con su evaluación de accidente cerebrovascular. TETDiagnostics planea desarrollar pruebas en el punto de atención para usar en clínicas, en el hogar, en las escuelas o en el campo de batalla para aplicaciones que van desde lesiones neuronales hasta daño hepático y enfermedades infecciosas como COVID. Estas pruebas también se pueden utilizar en clínicas veterinarias, para realizar diagnósticos rápidos y asequibles en animales.

“Las enzimas son súper eficientes y funcionan muy rápido para generar una señal de lectura, por lo que los resultados están disponibles en solo unos minutos”, dijo Roy Cohen, investigador de la Facultad de Medicina Veterinaria (CVM) de Cornell. “Una vez que descubrimos cómo unir las enzimas, hubo una explosión de lo que podíamos hacer. Hay tantos biomarcadores de enfermedades que podemos detectar”.

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Universidad de Cornell