Laura Lechuga (Sevilla, 1962) lidera el grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), en Barcelona. O, lo que es lo mismo, Lechuga encabeza el cambio de paradigma en el diagnóstico clínico y el seguimiento de patologías tal y como lo hemos entendido hasta ahora.
Premio Ada Byron a la mujer tecnóloga, Premio Rei Jaume I a las Nuevas Tecnologías, Premio Nacional de Investigación Juan de la Cierva… los reconocimientos a la química española ponen en valor el peso que la nanotecnología ha ganado en el campo del avance científico y tecnológico. La investigadora resumió los últimos progresos en su campo de acción durante el acto organizado en Madrid por la Fundación Pfizer para celebrar sus primeros 25 años de andadura.
“En España y en Europa tenemos acceso a las mejores técnicas diagnósticas, pero se trata de técnicas centralizadas, son lentas; las listas de espera para una prueba importante como una colonoscopia o una resonancia magnética, son largas. “Además, son necesarios técnicos especializados. Las pruebas no son baratas y aún necesitan altos muestreos del paciente (varios tubos de sangre en un análisis básico)”, detallaba la experta.
La pandemia y sus aprendizajes
Laura Lechuga se detenía en el hito que supuso la pandemia, tanto para evidenciar defectos como para empezar a mirar hacia nuevas posibilidades diagnósticas con más determinación. “En marzo de 2020, en lo peor de la emergencia sanitaria, cuando ya sabíamos la secuencia del SARS-COV-2, la única manera de saber si una persona estaba infectada era mediante una PCR. Una técnica barata, sencilla, pero centralizada. Cuando había que analizar simultáneamente el estado de millones de pacientes, las PCR fueron un cuello de botella; el resultado se hacía esperar incluso semanas”.
Hay más: la investigadora apuntaba que según el Centro Europeo del Cáncer, debido al colapso del sistema sanitario, un millón de personas con cáncer fallecieron dada la imposibilidad de recibir un diagnóstico a tiempo. En apenas 10 días, Lechuga desarrolló un biosensor óptico simple, de bajo costo y rápido para detectar el COVID-19. “Los tests de antígenos, con sus nanopartículas de oro, también contribuyeron decisivamente al control de la transmisión del virus. Aprendimos lo valioso que era poder autodiagnosticarnos en minutos sin salir de casa”.
Descentralizar el sistema
El futuro va por ese camino, pero a mucha mayor escala, hasta donde la imaginación lo permita. “Una alternativa al sistema centralizado es, con una única gota de sangre, saliva, lágrima, orina o sudor, depositada en un pequeño dispositivo, ser capaces de saber si una persona está al comienzo de un proceso de cáncer o infectada en fase temprana; si tiene alergia o padece otra patología, como una enfermedad respiratoria o de transmisión sexual”.
Laura Lechuga desarrolla biosensores basados en nanoplasmónica y fotónica de silicio que pueden ser integrados en una plataforma lab-on-a-chip. Nutridos con inteligencia artificial, los biosensores acortan el tiempo de diagnóstico a minutos además de ser capaces de indicar el tratamiento más adecuado en cada caso o hacer un seguimiento exhaustivo del paciente. La experta señalaba que ya es posible ver estos dispositivos con nanobiosensores, por ejemplo, en personas diabéticas. Son parches no invasivos en los que las pequeñas agujas del biosensor miden continuamente los niveles de glucosa”.
Uno de los puntos de excelencia de los nanotecnólogos tiene que ver con la mejora continua de estas tecnologías con la inclusión de una biológica selectiva, determinante para ir al grano en el análisis marcado como objetivo. Laura Lechuga vuelve al ejemplo de la persona diabética. “En la sangre conviven cientos de sustancias. Decimos que este dispositivo es inteligente porque incorpora una enzima que sólo interacciona con la glucosa, y así posibilita saber su nivel de concentración”.
Anticiparse al problema
En lo que respecta al cáncer, “uno de los mayores problemas de salud”, nanosensores de pequeño tamaño, “fabricados en España” pueden contribuir de modo decisivo a reducir la mortalidad gracias a la detección temprana. “A día de hoy, el cáncer de colon se diagnostica mediante colonoscopia, una prueba invasiva y molesta que se lleva a cabo en un hospital. Pero ya sabemos que, 3 o 4 años antes de que aparezca el cáncer, las primeras células malignas emiten una serie de antígenos que el sistema inmune intenta eliminar. Este proceso lleva a que surja una proteína muy concreta en la sangre. Gracias a biosensores y a una gota de sangre, observamos la presencia de este biomarcador. Abre la puerta a un cambio radical en el diagnóstico de tumores en el colon”.
Sensibilidad, rapidez, precisión… Los nanodispositivos pueden advertir de cambios extremadamente sutiles en nuestro organismo; como concentraciones muy bajas que, sin embargo, avisan de la presencia de cáncer de vejiga o pulmón, uno de los más complejos de detectar en sus primeras fases hasta la fecha.
La pandemia silenciosa
Otra línea de trabajo en la que está inmersa Laura Lechuga es la mejora en el diagnóstico de enfermedades infecciosas. “La humanidad ha desarrollado resistencia a los antibióticos a una velocidad alarmante. En unos años, las muertes debidas a infecciones superarán al cáncer. En 2050, cada tres segundos una persona morirá por infección multirresistente”.
Lechuga detallaba que esta problemática se refleja en los hospitales con esperas que pueden dilatarse una semana antes de saber qué bacteria ha provocado la infección, cuál es su perfil de resistencia y qué tratamiento es el que más conviene. Nanodispositivos portátiles “a pie de cama” en los servicios de Urgencias o en Unidades de Cuidados Intensivos pueden identificar el patógeno en 30 minutos y tardar otra media hora en determinar el perfil de resistencia.
¿Y el futuro? Laura Lechuga anticipa algo de lo que ya empezamos a ser testigos. Los teléfonos y relojes inteligentes, aliados con nanosensores, nos informarán de nuestro estado de salud. Lo harán considerando un número de variables que no cesará de aumentar. “Se están desarrollando dispositivos para detectar todo tipo de alteraciones. Incluso existen nanosensores que han sido incorporados en cápsulas que, tras ingerirlas, llevan a cabo distintos análisis en el organismo. En definitiva, estaremos diagnosticados por dentro y por fuera. El futuro de la medicina pasa por estos dispositivos portátiles, autónomos, que pueden funcionar en todo momento y en cualquier lugar”.
