Propiedades eléctricas de células sanguíneas infectadas indican la malaria temprana

Un nuevo dispositivo prototipo reconoce las propiedades eléctricas de las células infectadas por el Plasmodium falciparum, como firmas de la enfermedad.

Los científicos examinaron si era posible utilizar la impedancia eléctrica como una señal de diagnóstico para la malaria. Varios tipos de infección, incluyendo la malaria, alteran la impedancia de una célula, una medida de la resistencia eléctrica a través de la membrana celular. Los estudios previos habían demostrado cambios eléctricos en las células infectadas en etapa tardía, pero no estaba claro si las células que habían alcanzado sólo la etapa de infección del anillo, presentaban cambios eléctricos.

Se construyó un dispositivo de microfluidos que toma una gota de sangre y la hace pasar a través de un electrodo que mide una señal de diferenciación de las células infectadas de las células no infectadas. La obra, que reconoce los glóbulos rojos infectados por Plasmodium falciparum¸ en etapa de anillo, fue publicada el 8 de agosto de 2003, en la revista Lab on a Chip), y podría ser el primer paso hacia un dispositivo de detección de malaria, portátil, de bajo costo, fácil de usar en el campo.

El dispositivo de microfluidos construido por los científicos era capaz de medir la magnitud y la fase de la impedancia eléctrica de las células individuales. El dispositivo es esencialmente un dispositivo de recuento celular, similar en método, a otros dispositivos de bajo costo, portátiles, que se están desarrollando para diagnosticar enfermedades tales como el VIH.

“En última instancia el objetivo sería la creación de un dispositivo del tamaño de un sello de correos con un sistema electrónico integrado que puede detectar si una persona tiene la malaria y en qué momento”, dijo Anantha Chandrakasan, el profesor Joseph F. y Nancy P. Keithley, de ingeniería eléctrica y un investigador principal de los Laboratorios de Tecnología de Microsistemas (MTL; www.mtl.mit.edu) en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA), que se especializa en el desarrollo de dispositivos electrónicos de baja potencia. Este tipo de diagnósticos pueden ser aplicables a otras infecciones y enfermedades.

En las pruebas de células de los cuatro tipos de células: células no infectadas y células infectadas, en la etapa de anillo, etapas de trofozoitos y esquizontes, el dispositivo detectó pequeñas diferencias en las medidas de la magnitud y las diferencias aparentemente aleatorias en fase, pero no lo suficientes para diferenciar definitivamente entre las etapas.

Sin embargo, al combinar matemáticamente las medidas en un índice llamado delta, las diferencias entre las células no infectadas y las de las tres etapas, se hicieron evidentes. “Es mucho más significativo”, dijo el autor correspondiente, Ming Dao, científico de investigación principal, en el Laboratorio de Nanomecánica. “Es un método más holístico. Mediante el uso de toda la información que podemos medir, podemos detectar las señales de diferenciación más claramente”.

La malaria es una enfermedad curable, pero el diagnóstico sigue siendo un desafío. Esta capacidad de detectar la etapa de circulación del parásito, a partir de una gota de sangre, abre la posibilidad de construir un dispositivo que podría ser utilizado para diagnosticar rápidamente la infección por malaria en lugares en los que los laboratorios y el personal médico capacitado, son escasos.

Enlaces relacionados:

Massachusetts Institute of Technology's

Microsystems Technology Laboratories