Investigadores del Instituto Catalán de Investigación Química y la Universidad Rovira i Virgili han desarrollado el primer sensor capaz de determinar de forma directa los niveles de creatinina –un producto corporal de deshecho– en fluidos biológicos como la orina o el plasma, de una manera exacta, rápida, simple y económica. Un nivel anormal de creatinina puede ser indicativo de un mal funcionamiento de los riñones.
La creatinina es un producto de desecho que se genera y se elimina en el cuerpo humano de forma continua. Nuestros músculos obtienen la energía necesaria para ejercer sus funciones de una proteína llamada creatina fosfato. Cuando se consume esta proteína se genera creatinina como producto de desecho, y se lanza hacia el torrente sanguíneo de donde pasa a los riñones que la eliminan en la orina.
Un aumento de la cantidad de creatinina en la sangre significa que los riñones no están haciendo bien su trabajo y, por lo tanto, es indicativo de que se está produciendo una insuficiencia renal. Su medición es útil en el diagnóstico de diversas nefropatías, y su control permanente es de gran utilidad en aquellos pacientes que requieren de diálisis. Es importante cuantificar bien los niveles de creatinina, pero los métodos actuales utilizados para su determinación en laboratorios y hospitales son complicados, limitados y no están exentos de errores ya que suele haber problemas de interferencia de otros metabolitos.
En este contexto, los grupos de investigación de Francisco Andrade, de la Universidad Rovira i Virgili (URV), y del profesor Pau Ballester, del Institut Català d'Investigació Química (ICIQ), han desarrollado un sensor basado en un electrodo selectivo de iones, es decir, un sistema que detecta al analito o componente de interés y permite observar esta detección a través de un cambio en la fuerza electromotriz. El trabajo se publica en Angewandte Chemie International Edition.
El sistema está formado por un nuevo ionóforo (molécula que transporta iones) con gran afinidad tanto por la creatinina y un ión derivado. Este ionóforo se integra en la membrana polimérica de un electrodo, aumentando significativamente su sensibilidad y selectividad, de manera que la presencia del analito induce un cambio en la fuerza electromotriz que permite cuantificar su concentración.
El sensor tiene un límite de detección inferior a los niveles normales en sangre y en orina, lo que permite eliminar el fenómeno conocido como biofouling -acumulación indeseada de compuestos lipofílicos en la superficie de la membrana polimérica que disminuiría la selectividad del sensor- mediante una dilución de la muestra.
Múltiples ventajas
De este modo se consigue un método no invasivo, rápido y preciso para detectar los niveles de creatinina en fluidos biológicos. El margen de error es mucho menor que el de otros métodos disponibles en el mercado y tiene un coste muy bajo. Presenta una alta sensibilidad y selectividad y tiene la ventaja añadida de que se podría disponer de un dispositivo portátil que permitiría hacer el análisis en casa, algo especialmente útil para determinados pacientes, por ejemplo aquellos que requieren de diálisis. Se ha presentado una solicitud de patente con los resultados obtenidos.
“Es gratificante ver que receptores moleculares diseñados y sintetizados en nuestro laboratorio juegan un papel fundamental en el funcionamiento de nuevos dispositivos sensores potenciométricos para la cuantificación de creatinina en muestras reales de sangre y orina. Estos sensores ha nsido preparados en la URV y producen resultados análogos o incluso superiores a los métodos analíticos actuales, solventan sus limitaciones, tienen un bajo coste de producción y son fáciles de utilizar. Nuestros colaboradores están convencidos de que su implementación en la asistencia sanitaria constituye una aplicación altamente viable”, dice el profesor Ballester.
Por su parte, el profesor Andrade asegura que mediante la colaboración multidisciplinaria “hemos logrado un progreso científico destacado y hemos realizado una patente con un potencial de aplicación muy importante”. Desde el punto de vista científico, la determinación de creatinina de una forma simple, eficaz y económica “ha sido un desafío muy grande”.
La tecnología desarrollada puede ser revolucionaria a la hora de implementar sistemas remotos de cuidado de pacientes, como en la telemedicina. Además, en colaboración con médicos, diseñadores y agentes de transferencia de tecnología, “hemos conseguido financiación del programa CaixaImpulse para poder encontrar las vías más adecuadas para llegar al mercado”, apunta el investigador.
Referencia bibliográfica:
T. Guinovart, D. Hernández-Alonso, L. Adriaenssens, P. Blondeau, M. Martínez-Belmonte, F. X. Rius, F. J. Andrade, P. Ballester. "Recognition and Sensing of Creatinine". Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201510136.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
