Investigadores de EE. UU. y China han desarrollado una nueva técnica para diagnosticar de forma rápida y precisa enfermedades relacionadas con los ojos mediante la detección de firmas biomoleculares en las lágrimas de los pacientes. Desarrollado por un equipo dirigido por Luke Lee en la Facultad de Medicina de Harvard y fei liu en la Universidad Médica de Wenzhou, el sistema iTEARS utiliza membranas nanoporosas oscilantes para aislar las biomoléculas encerradas de las impurezas, haciéndolas mucho más fáciles de estudiar y clasificar.
Un desafío importante al que se enfrentan los estudios clínicos actuales es la necesidad de diagnosticar enfermedades de forma no invasiva. Se puede encontrar información valiosa sobre una amplia gama de procesos biológicos en los exosomas: estructuras liberadas de casi todos los tipos de células vivas, en las que biomoléculas complejas, incluidas proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, están encerradas en una cubierta de membrana celular. Al estudiar estos exosomas, los médicos pueden identificar los procesos biológicos asociados con enfermedades específicas, sin necesidad de métodos más intrusivos.
Una fuente particularmente útil de exosomas son las lágrimas de los pacientes, que comparten componentes biomoleculares clave con la sangre y también son mucho más accesibles que otros fluidos del ojo. Sin embargo, las técnicas existentes para diagnosticar pacientes de esta manera hasta ahora se han visto limitadas por largos tiempos de procesamiento, pequeños volúmenes de muestra y bajas tasas de recuperación de exosomas.
En su estudio, publicado en ACS Nano, los investigadores presentan un nuevo enfoque para el análisis de lágrimas, llamado "análisis de exosomas de lágrimas incorporado a través del sistema de aislamiento rápido" (iTEARS). Su método primero consiste en recolectar lágrimas en una tira de prueba no invasiva, que se sumerge en una solución salina. Luego, el fluido pasa entre un par de membranas nanoporosas estrechamente espaciadas, hechas de óxido de aluminio anódico.
Ambas membranas son impulsadas a oscilar por la diferencia de presión variable entre el fluido dentro de ellas y el espacio exterior. Durante estas oscilaciones, pequeños fragmentos de biomoléculas podrían atravesar las barreras, dejando los exosomas atrapados en su interior. Posteriormente, el equipo pudo extraer la carga de los exosomas de sus cubiertas de membrana celular, listos para el análisis.
Usando iTEARS, los investigadores analizaron las lágrimas de participantes humanos, algunos sanos y otros que sufrían de una variedad de enfermedades relacionadas con los ojos. Para cada paciente, la técnica les permitió aislar altos rendimientos de exosomas puros a partir de unas pocas lágrimas (aproximadamente 10 µl) en solo 5 minutos. En total, identificaron más de 900 tipos de proteínas en las muestras.
Los lentes de contacto monitorean la glucosa en las lágrimas
De estos, 426 se encontraron en exosomas asociados con la enfermedad del ojo seco: una afección común en la que las lágrimas proporcionan una lubricación insuficiente para el ojo. Al identificar tres proteínas específicas en las lágrimas de los pacientes, los investigadores también pudieron distinguir entre dos subtipos de enfermedad del ojo seco, cada uno de los cuales requiere tratamientos diferentes.
Además, los investigadores encontraron que un exceso de cuatro tipos de moléculas de ARN era indicativo de retinopatía diabética, una complicación de la diabetes que daña la retina. Con base en este éxito inicial, esperan que iTEARS pueda proporcionar un diagnóstico rápido, preciso y no invasivo para una amplia gama de afecciones oculares y otras enfermedades.
