¿Detectar enfermedades con el sudor? Científicos preparan dispositivos

The New York Times

Algún día dentro de poco, tal vez en menos de un año, podremos adherirnos al brazo un parche suave y elástico que indique si estamos deshidratados; o si los electrolitos están peligrosamente desequilibrados; incluso dirá si hay diabetes. 

Los monitores de actividad usables, tipo reloj de pulsera, ya dan seguimiento a los pasos dados, la frecuencia cardiaca y los patrones de sueño. Sin embargo, tienden a ser rígidos y aparatosos, y en su mayoría reúnen métricas mecánicas, en vez de evaluar la biología subyacente de una persona. 

Electricidad y química

Se ha hablado de tecnología como esta desde hace años, pero el campo ha avanzado a pasos acelerados. Algunos dispositivos similares en desarrollo son suaves. Algunos usan sensores eléctricos para leer los químicos. Otros dependen de la colorimetría, en la que la intensidad del color en la lectura representa la concentración del químico que es monitoreado. El nuevo dispositivo ofrece todo eso en una forma que opera sin baterías y de manera inalámbrica. 

“Esto luce como la primera versión en que integraron todo en un dispositivo”, dijo Martin Kaltenbrunner, un profesor de Ingeniería en la Joannes Kepler University Linz, en Austria, que no estuvo involucrado en la investigación. “El nivel de tecnología que está en este artículo es muy muy avanzado”. 

Diagnóstico amplio

En cambio, una nueva generación de dispositivos tiene como objetivo analizar el sudor en busca de varios químicos a la vez, lo que produce datos instantáneos en tiempo real de la salud o la condición física del portador. Una versión ya aparece en la publicidad de Gatorade. 

El avance más reciente en esta tecnología, descrito el 18 de enero en la revista Science Advances, brinda información en tiempo real del pH del portador, la frecuencia de sudor, así como los niveles de cloruro, glucosa y ácido láctico –los niveles altos de estos podrían indicar fibrosis quística, diabetes o falta de oxígeno–. 

El nuevo dispositivo tiene agujeros minúsculos en la base, en los que el sudor fluye naturalmente. Desde ahí, una red compleja de válvulas y microcanales, cada uno apenas del grosor de un cabello humano, dirigen al sudor hacia depósitos diminutos. Cada depósito contiene un sensor que reacciona con un químico en el sudor, tales como glucosa o ácido láctico. 

“Básicamente eso es todo”, dijo Rogers. “No hay nada que penetre en la piel, y no hay fuente de poder que haga circular el flujo”. 

Conectividad y versatilidad

El dispositivo depende de la misma tecnología que los celulares usan para enviar pagos inalámbricos; el teléfono puede tanto darle electricidad a través de su conector inalámbrico y recibe datos de regreso. De manera alternativa, los datos podrían ser enviados a un lector sujetado a una caminadora o cualquier parte en una sala de ejercicio –y, tal vez, a la larga, a un lector mucho más lejano–. 

El sistema es versátil y podría ser configurado para monitorear el mismo químico, o varios, a lo largo del tiempo, tales como el nivel de ácido láctico en un corredor conforme hace un maratón. Debido a que el dispositivo es a prueba de agua y se amolda al cuerpo, también podría ser usado por

nadadores para registrar su desempeño. 

A la larga, el dispositivo se llenaría de sudor –lo cual no es muy higiénico– pero el sistema de canales puede ser separado con facilidad de la parte electrónica y cambiado, lo que le daría al dispositivo una mayor vida útil. “Este enfoque es especialmente bueno, esta construcción modular de sensores”, dijo Kaltenbrunner. 

Detección de fibrosis quística

Para ser comercializado a gran escala, cualquier sensor que utilice el sudor necesitaría ser fabricado a bajo costo. Muchos equipos están concentrados en este objetivo debido al potencial de los dispositivos para transformar el cuidado de la salud, dijo Kaltenbrunner. “Si tengo que ir a la clínica una vez al día para que recopilen mi información, realmente no lo haría”, indicó Kaltenbrunner. “Pero eso solo significa portar un parche y ser capaz de automonitorearme, entonces a la larga este obstáculo será reducido”. 

El equipo de Rogers ha comenzado a probar la tecnología como un método para detectar fibrosis quística, una condición genética poco común. Los médicos ya revisan las concentraciones de cloruro en el sudor para identificar a niños con la condición, pero usan un dispositivo rígido e incómodo que se ajusta de manera ceñida en el brazo del niño para tomar una sola medida. 

En 2017, otro equipo describió un sensor flexible y ponible que también analiza el cloruro en el sudor para detectar fibrosis quística. Pero es operado con baterías y no captura volúmenes separados de sudor como lo hace el dispositivo de Rogers. 

“Lo que se necesita es inteligencia de datos para la salud humana”, dijo Ali Javey, un miembro del equipo que propuso el sensor previo y un profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Universidad de California. El dispositivo inventado por Rogers es importante, añadió, porque es “cómodo de usar, tiene diferentes modalidades de sensores y es fuerte”. 

La próxima meta: diabetes

Un reto para los sensores está en ayudar a millones de personas con diabetes a monitorear sus niveles de glucosa. El dispositivo ideal no involucraría agujas o la extracción de sangre. Sin embargo, para usar sudor, los científicos primero necesitan aprender más de él –cómo varía la frecuencia de sudoración entre los individuos, cómo bioquímicos diferentes llegan al sudor y qué tan bien esos niveles reflejan la glucosa en la sangre–. 

“Necesitamos retroceder y ser cuidadosos al pensar sobre cómo podemos darle sentido a lo que estamos midiendo”,dijo Carlos Milla, colaborador de Javey y un profesor de Pediatría en la Universidad de Stanford. 

El nuevo estudio subraya la preocupación de Milla. El dispositivo midió glucosa en el sudor, pero los resultados indicaron que los niveles de la glucosa en el sudor reflejan la glucosa en la sangre de entre 30 y 60 minutos antes, un desfase demasiado largo para ayudar a los diabéticos. 

“Podría no ser tan simple como uno inicialmente habría esperado”, dijo Rogers. La glucosa del sudor podría ser más útil para detectar diabetes que para monitorear en tiempo real los niveles de glucosa. 

Otras aplicaciones del sensor

Rogers también está trabajando junto a colaboradores para desarrollar sensores para urea y creatinina, los cuales son indicadores de qué tan bien están funcionando los riñones, y para crear gráficas para registrar el progreso de las personas que están en rehabilitación después de un derrame cerebral. Otros laboratorios, como el dirigido por Wei Gao en Caltech, están intentando desarrollar sensores para condiciones de salud mental, incluida la depresión. 

El progreso en muchos de estos frentes es probable que sea rápido. En noviembre del 2016, Rogers describió una visión anterior de su dispositivo que usaba análisis de colorimetría del sudor. Semanas después, estaba en conversaciones con Gatorade y L’Oreal para adaptar la tecnología.

En diciembre, Gatorade estrenó un comercial en el que aparece Serena Williams e insinuó sobre una futura línea de productos basada en la naturaleza del sudor de las personas. Y L’Oreal promueve una pequeña calcomanía que monitoreará la hidratación de la piel. (El dispositivo de Rogers también fue incluido en una exhibición del Museo de Arte Moderno de Nueva York, y desde entonces se ha convertido en parte de la colección permanente). 

“Demuestra qué tan rápido puede ocurrir esto”, dijo Rogers. “Dos, tres años es un cálculo muy conservador”. 

CIFRA

Desde 2017 se propone una serie de sensores tan delgados como un tatuaje.

EN ESPERA DE APROBACIÓN 

El equipo de Rogers ha probado su dispositivo en casos de fibrosis quística, en el Hospital Infantil Lurie de Chicago. Están en las últimas etapas de un ensayo clínico y aspiran a la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). 

EL MEJOR HASTA AHORA

Por otro lado, el sensor para diabéticos más avanzado, aprobado por la FDA en 2017, es un parche suave para la piel conectado a un pequeño lector, y depende de pequeñas agujas que perforan la piel para monitorear la glucosa en la sangre.