Sistema portátil de microagujas monitorea en tiempo real los niveles de glucosa y medicamentos

Solo en Estados Unidos, casi 40 millones de personas viven con esta afección, y muchas más permanecen sin diagnosticar. La enfermedad a menudo requiere un monitoreo continuo y un tratamiento personalizado; sin embargo, los métodos actuales son invasivos, dolorosos y no se adaptan a los cambios fisiológicos del paciente.

La mayoría de los tratamientos siguen un enfoque universal, que ignora las diferencias individuales en la absorción, el metabolismo y la respuesta a los fármacos, lo que conlleva riesgos como la hipoglucemia y los efectos secundarios. Uno de los principales desafíos ha sido la incapacidad de monitorear continuamente y de forma no invasiva tanto los niveles de glucosa como los de medicamentos en tiempo real. Ahora, investigadores han desarrollado un sistema portátil que rastrea los marcadores de la enfermedad y de los fármacos de forma no invasiva y ofrece recomendaciones de tratamiento personalizadas.

La plataforma portátil, creada mediante la colaboración de investigadores del Instituto Tecnológico Technion-Israel (Haifa, Israel) y la Universidad Sun Yat-sen (Guangzhou, China), utiliza microagujas impresas en 3D combinadas con sensores basados en nanoenzimas, conectividad con smartphones y una aplicación específica. Estas microagujas penetran sin dolor la capa superficial de la piel y monitorizan los biomarcadores presentes en el líquido intersticial, específicamente la glucosa y el fármaco antidiabético metformina.

El sistema opera en circuito cerrado, transmitiendo señales vía Bluetooth a una aplicación para smartphones que realiza análisis farmacocinéticos y farmacodinámicos en tiempo real. La aplicación genera perfiles individualizados del medicamento, recomienda ajustes en la dosis y envía alertas inmediatas a pacientes o cuidadores ante cambios significativos en los biomarcadores. Este sistema dinámico permite un tratamiento personalizado que se adapta a la fisiología del usuario a lo largo del día.

En un estudio de validación publicado en Nature Communications, los investigadores demostraron la fiabilidad del sistema tanto en entornos de laboratorio (in vitro) como en animales (in vivo). En ensayos con ratones diabéticos, las lecturas del sistema portátil se correlacionaron estrechamente con las pruebas convencionales, como los glucómetros y los análisis ELISA, e incluso detectaron fluctuaciones que los sistemas existentes no lograban identificar.

La plataforma también permitió a los investigadores construir modelos farmacocinéticos personalizados, que ilustran cómo la misma dosis de fármaco afecta a las personas de forma diferente en función de factores como la edad, el peso y el metabolismo. Este avance respalda una atención diabética más segura y eficaz, en particular al prevenir complicaciones como la acidosis láctica. De cara al futuro, los investigadores planean ampliar las capacidades del sistema para monitorizar otras enfermedades crónicas, como las cardiopatías y la epilepsia, modificando la química del sensor.

“Mediante la monitorización continua tanto del estado de la enfermedad como del agente terapéutico, el sistema permite un control del tratamiento en tiempo real sin precedentes”, afirmó el profesor Hossam Haick, desarrollador principal del sistema portátil. “Abre nuevas vías no solo para la diabetes, sino también para cualquier enfermedad crónica que requiera un margen terapéutico estrecho. Por lo tanto, el sistema compacto y fácil de usar es ideal para el manejo personalizado y en tiempo real de la enfermedad. Esta innovación se alinea con la visión de la medicina inteligente, que combina sensores biológicos portátiles, inteligencia artificial y farmacología”.

Enlaces relacionados:
Instituto Tecnológico Technion-Israel
Universidad Sun Yat-sen