El ingeniero biomédico de WVU recibirá 1,2 millones de dólares para mejorar la detección temprana de infecciones transmitidas por garrapatas

El ingeniero biomédico de WVU recibirá 1,2 millones de dólares para mejorar la detección temprana de infecciones transmitidas por garrapatas

Un equipo dirigido por un ingeniero biomédico de la Universidad de West Virginia está trabajando para repensar y repensar la forma en que los profesionales médicos diagnostican infecciones transmitidas por garrapatas como la enfermedad de Lyme.

Soumya Srivastava, profesora asistente en la Facultad de Ingeniería y Recursos Minerales Benjamin M. Statler, está desarrollando una herramienta que detecta más rápidamente enfermedades transmitidas por garrapatas utilizando una muestra de sangre en un solo chip. El modelo de Srivastava tiene como objetivo detectar la enfermedad dentro de una o dos semanas después de que surge una infección, mientras que los enfoques existentes se basan en un cuestionario basado en síntomas -que puede preguntar si una persona tiene fiebre o sarpullido- y pruebas que sólo son confiables al menos varias semanas después de la infección.

El proyecto de Srivastava recibió recientemente 1,2 millones de dólares como iniciativa conjunta de la Fundación Nacional de Ciencias y los Institutos Nacionales de Salud.

Los patógenos transmitidos por garrapatas pueden transmitirse a los humanos a través de la picadura de garrapatas infectadas. Estas garrapatas pueden transmitir bacterias, virus o parásitos. Los esfuerzos de Srivastava podrían producir una herramienta muy necesaria en la lucha contra las enfermedades transmitidas por garrapatas, que han aumentado en los últimos años. Actualmente hay alrededor de 30.000 casos de enfermedad de Lyme al año en Estados Unidos, frente a 22.000 en 2010, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.

Las enfermedades transmitidas por garrapatas pueden causar morbilidad y mortalidad graves y han aumentado significativamente en los Estados Unidos durante los últimos 15 a 20 años. Este proyecto creará una herramienta de diagnóstico rápida, sensible y sin etiquetas para mejorar la detección temprana y sus coinfecciones para reducir las complicaciones y muertes por enfermedades no diagnosticadas o diagnosticadas tardíamente”.

Soumya Srivastava, profesora asistente, Facultad de Ingeniería y Recursos Minerales Benjamin M. Statler

La investigación de Srivastava implicará el uso interdisciplinario de microfluidos, sensores y aprendizaje automático. Estos factores permitirán mejorar el diagnóstico de las infecciones transmitidas por garrapatas mediante una herramienta no invasiva, asequible, rápida y fácil de usar.

Después de tomar una muestra de sangre de un paciente, el dispositivo analiza las células. Todas las células tienen un conjunto de propiedades dieléctricas, como la permitividad y la conductividad, que son exclusivas de la membrana celular y el citoplasma celular, explicó Srivastava. Estas propiedades dependen en gran medida del estado de la célula, como por ejemplo si es normal o anormal.

Las propiedades únicas dependen de la forma y el tamaño de la célula; si la membrana es rugosa, lisa o tiene fugas; y lo que sucede dentro de la célula.

"Básicamente, estamos midiendo estas propiedades en nuestro chip de microfluidos", dijo, "y la señal eléctrica proveniente del sensor nos ayudará a determinar si hay una infección o no. Esta técnica se conoce como dielectroforesis".

Tan pronto como unas gotas de sangre entran en el dispositivo, un campo eléctrico las clasifica según el estado, el tamaño y la forma de las células. Las células clasificadas tendrán un valor de capacitancia de referencia que será mostrado por el sensor, y esto nos permitirá inferir el tipo de infección, dijo Srivastava.

"Se utilizará el aprendizaje automático para hacer que esta herramienta sea robusta y sensible, detectando múltiples infecciones en cuestión de minutos".

Lo que hace que el proyecto sea aún más singular es su capacidad para detectar múltiples infecciones transmitidas por garrapatas de manera simultánea y oportuna.

"Además, nuestra plataforma detectará de forma no invasiva la anaplasmosis, la babesiosis y la enfermedad de Lyme en una etapa temprana, en comparación con otras técnicas disponibles que se prueban entre cuatro y seis semanas después de que se desarrolla la infección", dijo Srivastava. "La mayoría de las pruebas disponibles actualmente se basan en los síntomas y los síntomas aparecen de cuatro a seis semanas después de la picadura de una garrapata. Nuestra plataforma puede detectar estas enfermedades tempranamente utilizando una herramienta de diagnóstico portátil dentro de una a dos semanas y en menos de 30 minutos. Si tiene éxito, esto". La herramienta puede resultar útil para una variedad de aplicaciones de salud más allá de las enfermedades transmitidas por garrapatas.

"La detección rápida podría reducir el riesgo de hospitalizaciones y visitas al médico y evitar que la enfermedad se convierta en una afección crónica que dure toda la vida".

Fuente:

Universidad de Virginia Occidental

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