Un equipo de investigadores del Technion Institute of Technology de Israel ha desarrollado un dispositivo que según dicen puede detectar la aparición temprana de la enfermedad de Parkinson al analizar la respiración de los usuarios.
Desde la antigüedad, los médicos han estado evaluando a sus pacientes por el olor de sus fluidos corporales: las heces y la orina de los hijos de los nobles solían ser olfateadas diariamente por sus médicos. De estos, el aliento exhalado es la fuente más accesible y útil para monitorear la salud y los trastornos, dijeron los investigadores en un artículo, uno de varios que publicaron sobre el tema.
Armados con este conocimiento, los investigadores, dirigidos por el Prof. Hossam Haick del Departamento de Ingeniería Química y el Instituto de Nanotecnología Russell Berrie del Technion, se embarcaron en una búsqueda para determinar si un alcoholímetro podría ayudar a identificar a los pacientes que están en las primeras etapas de la enfermedad de Parkinson.
La enfermedad de Parkinson es una enfermedad degenerativa que afecta las neuronas productoras de dopamina en un área del cerebro. La dopamina, un químico, es responsable de coordinar el movimiento. Los síntomas de la enfermedad se desarrollan gradualmente a través de los años, causando que los pacientes experimenten temblores en las manos, rigidez en las extremidades y problemas de equilibrio y marcha. Y a pesar de que no hay cura, la aflicción se trata al tratar los síntomas mediante el uso de medicamentos dopaminérgicos, según la Parkinson’s Foundation.
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Debido a que las personas con Parkinson comienzan a experimentar los síntomas más tarde en el curso de la enfermedad, cuando ya se ha dañado un número considerable de neuronas, los científicos están tratando de encontrar formas de identificar marcadores biológicos que puedan conducir a un diagnóstico más temprano y, con suerte, tratamientos realizados para ayudar a retrasar su progresión.
Más de 10 millones de personas en todo el mundo viven con Parkinson, con unos 60,000 estadounidenses diagnosticados cada año y casi 1 millón pronosticado para tener la enfermedad en los Estados Unidos en 2020. Los costos directos e indirectos del Parkinson, que incluyen tratamiento, pagos de seguridad social y pérdida ingresos: se estima en casi $ 25 mil millones por año solo en los Estados Unidos, dice Parkinson’s Foundation en su sitio web .
El analizador de aliento desarrollado por el equipo multidisciplinario de Technion, que incluía ingenieros eléctricos y químicos e investigadores médicos, consiste en sensores miniaturizados que pueden ayudar a detectar la aparición temprana de la enfermedad y ayudar con el tratamiento de seguimiento, dijo Haick en una entrevista telefónica con The Times of Israel.
El dispositivo portátil de 10x5x5 centímetros (4x2x2 pulgadas) contiene un conjunto de 40 sensores químicos que se han entrenado a través de algoritmos para detectar marcadores específicos en la respiración que podrían indicar la aparición de la enfermedad.
Los investigadores recogieron muestras de aliento de pacientes de Parkinson y lo cargaron en los sensores, que tienen sustancias químicas que reaccionan a las moléculas en la respiración. Estas reacciones se transforman en señales eléctricas, con la respiración de pacientes con Parkinson marcada por los algoritmos con su propio tipo de señal eléctrica. Los sensores en el alcoholímetro fueron entrenados para identificar esas composiciones específicas de aliento que indican la enfermedad de Parkinson, dijo Haick. Entonces, cuando las personas se prueban con el dispositivo, los sensores pueden distinguir la respiración de aquellos que tienen la enfermedad del aliento de aquellos que no la padecen.
Más del 80% de precisión
Los investigadores realizaron sus estudios con el alcoholímetro durante varios años en una población de muestra de hasta 500 personas, dijo Haick. En su estudio más reciente, publicado en ACS Chemical Neuroscience el mes pasado, Haick y su equipo se propusieron averiguar si su dispositivo podía detectar diferencias en la respiración de pacientes con enfermedad de Parkinson en etapa inicial y aún no tratada.
Los investigadores probaron el dispositivo en el aliento exhalado de 29 pacientes recién diagnosticados que aún no habían comenzado a tomar medicamentos para su enfermedad. Al comparar la salida del sensor con la de 19 sujetos de control de edad similar, descubrieron que el alcoholímetro logró detectar la enfermedad de Parkinson temprana con más del 80 por ciento de precisión, un resultado casi tan bueno como una ecografía del cerebro.
«Así como un perro puede ser entrenado para memorizar un olor», dijo Haick, «así hemos entrenado nuestros sensores en el alcoholímetro para identificar aquellos que son específicos del Parkinson».
Aunque el dispositivo aún necesita ser mejorado y validado con estudios más amplios, los investigadores dicen que tiene potencial como un sistema pequeño y portátil para examinar a las personas en riesgo sin la necesidad de herramientas analíticas grandes y costosas o especialistas altamente capacitados.
Para comercializar el dispositivo, el bastón ahora debe ser recogido por las compañías farmacéuticas o nuevas empresas, dijo Haick. El Technion ya ha alcanzado acuerdos de licencia para la tecnología con siete entidades, algunas de ellas grandes firmas internacionales y algunas nuevas empresas, en los Estados Unidos, Israel, Asia, Alemania y Toronto, dijo.
«Creo que podría ser un dispositivo de punto de atención», dijo Haick, donde los médicos pueden examinar a los pacientes en sus clínicas. «El desarrollo de la enfermedad se puede ralentizar, si se detecta y se trata en una etapa temprana».
Los investigadores también identificaron las características de la respiración de otras 17 enfermedades. «Hemos demostrado que cada una de estas enfermedades tiene una firma en el aliento», dijo, por lo que podrían usar la misma tecnología para esas enfermedades, incluida la esclerosis múltiple, el Alzheimer, el cáncer de pulmón y el cáncer gástrico, dijo.