El sensor controla la gravedad de la enfermedad midiendo rápidamente los niveles de lactato
El prototipo del sensor de ATP y lactato desarrollado en el estudio (izquierda); y el chip sensor integrado que detecta los niveles de ATP y Lactato (derecha). Crédito: Akihiko Ishida
Los científicos han desarrollado un prototipo de sensor que podría ayudar a los médicos a medir rápidamente los niveles de trifosfato de adenosina (ATP) y lactato en muestras de sangre de los pacientes, lo que ayuda a evaluar rápidamente la gravedad de algunas enfermedades.
Los científicos y colegas de la Universidad de Hokkaido han diseñado un prototipo de biosensor que detecta los niveles de ATP y lactatos en la sangre de un paciente, lo que permite una evaluación rápida de la gravedad de algunas afecciones médicas. Los detalles se publicaron en la revista Biosensors and Bioelectronics.
El ATP es una molécula que se encuentra en todas las células vivas y que almacena y transporta energía. En los glóbulos rojos, el ATP se produce mediante una vía bioquímica llamada vía EmbdenMeyerhof. Las enfermedades graves, como la insuficiencia multiorgánica, la sepsis y la influenza, reducen las cantidades de ATP producidas por los glóbulos rojos.
Como tal, la gravedad de estas enfermedades podría medirse monitoreando las cantidades de ATP y lactatos en un sangre del paciente. «En 2013, nuestros coautores de la Universidad de Tokushima propusieron la puntuación de riesgo energético de ATP-lactato (A-LES) para medir los niveles de ATP y lactato en sangre para evaluar la gravedad de la gripe aguda en los pacientes», explica el químico aplicado de la Universidad de Hokkaido, Akihiko Ishida. «Sin embargo, los métodos actuales para medir estos niveles y otros enfoques para medir la gravedad de la enfermedad pueden ser engorrosos, largos o no lo suficientemente sensibles. Queríamos desarrollar una prueba rápida y sensible para ayudar a los médicos a clasificar mejor a sus pacientes».
Representación esquemática del sensor propuesto para detectar secuencialmente los niveles de ATP y lactato en sangre. Mediante una serie de reacciones químicas, el ATP y el lactato se convierten en peróxido de hidrógeno (H2O2). La descomposición de H2O2 en agua (H2O) hace que el chip del sensor genere una señal que es detectada por el sensor. Crédito: Keine Nishiyama, et al. Biosensores y bioelectrónica
Ishida y sus colegas de la Universidad de Hokkaido y la Universidad de Tokushima desarrollaron un biosensor que puede detectar niveles de ATP y lactato en la sangre con gran sensibilidad en tan solo cinco minutos. El proceso es sencillo. Se agregan productos químicos a una muestra de sangre para extraer ATP de los glóbulos rojos. Luego se agregan enzimas y sustratos para convertir ATP y lactato en el mismo producto que puede detectarse mediante electrodos especialmente modificados en un chip sensor. La intensidad de la corriente generada en los electrodos depende de la cantidad de subproducto presente en la muestra.
El equipo realizó pruebas paralelas y descubrió que otros componentes presentes en la sangre, como el ácido ascórbico, el ácido pirúvico , difosfato de adenosina (ADP), urato e iones de potasio, no interfieren con la capacidad de los electrodos para detectar con precisión ATP y lactato. También compararon su sensor con los disponibles actualmente y encontraron que permitía la medición relativamente simple y rápida de las dos moléculas.
«Esperamos que nuestro sensor permita monitorear la gravedad de la enfermedad y sirva como una herramienta para diagnosticar y tratando a pacientes ingresados en unidades de cuidados intensivos», dice Ishida.
El siguiente objetivo de los investigadores es simplificar aún más el proceso de medición mediante la integración de un método de extracción de ATP en el propio chip. También planean hacer que su sistema de sensores sea aún más compacto.
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Los investigadores evalúan si los sensores de lactato pueden contribuir a la fisiología del deporte Más información: Keine Nishiyama et al, Sensor de lactato y ATP en sangre basado en enzimas electroquímicas para una evaluación rápida y sencilla de gravedad de la enfermedad, Biosensores y Bioelectrónica (2021). DOI: 10.1016/j.bios.2021.113832 Información de la revista: Biosensors and Bioelectronics
Proporcionado por la Universidad de Hokkaido Cita: El sensor controla la gravedad de la enfermedad midiendo rápidamente los niveles de lactato (2022) , 25 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-sensor-disease-severity-rapidly-lactate.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.