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TECNOLOGÍA PARA MEDIR GASES INTESTINALES

¿QUÉ BENEFICIO TIENE PARA LA SALUD?

M en C Itzel Rocio Manzano Espinosa

 

Hasta hoy, se han creado distintos tipos de sensores ingeribles que apuntan a ser una herramienta con gran potencial para lograr el monitoreo de la salud humana, significando importantes oportunidades para futuros métodos diagnósticos, sin embargo, muchos de ellos se limitan al contacto externo con la piel, es por ello que los sensores que pueden ser ingeridos representan una innovación en este tipo de dispositivos. En enero de este año, se dio a conocer un nuevo dispositivo ingerible que abre la puerta a un sinnúmero de posibilidades para futuros métodos diagnósticos y seguimiento de patologías del sistema gastrointestinal.

 

El investigador del Kourosh y colaboradores del Royal Melbourne Institute of Technology, dieron a conocer los resultados relevantes de la investigación que realizaron en un estudio piloto en humanos con una cápsula electrónica ingerible. La idea fue propuesta y creada ya que en el gas intestinal pueden ser identificados ciertos compuestos, como biomarcadores, que aportan información considerable sobre el estado de salud del cuerpo humano.

 

Si bien este tipo de tecnologías representan un parteaguas en métodos diagnósticos, es relevante resaltar toda la tecnología que hay detrás y que hace esto posible. Recordemos que los gases intestinales se encuentran constituidos principalmente por hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno, oxígeno y metano. Este gas, además de tener su origen en parte del aire ingerido, también proviene significativamente de las reacciones químicas, enzimáticas, así como de la actividad metabólica de la microbiota intestinal; sin embargo, éstos han demostrado ser de trascendencia para comprender la patogénesis de los trastornos del intestino y en el diagnóstico. También se ha demostrado que los gases son efectivamente modulados por la dieta, debido a que ésta puede modificar rápida y reproduciblemente el microbioma del intestino, mientras que la ingesta de alimentos ha estado estrechamente relacionada con la producción de gas; de ahí la importancia de diseñar un dispositivo capaz de hacer este tipo de detecciones.

 

Pensando y basándose en lo anterior, se diseñó un dispositivo electrónico con un tamaño aproximado de 2.5 cm de longitud que utiliza una combinación de sensores de conductividad térmica y semiconductores, cuya selectividad y sensibilidad a diferentes gases se controla ajustando los elementos de dichos sensores, los cuales son capaces de detectar gases de hidrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, que se ven involucrados en diversas condiciones aeróbicas y anaeróbicas en el intestino; además, están formados por un sensor de temperatura, un microcontrolador, un sistema de transmisión (433 MHz) y baterías de óxido de plata del tamaño de un botón. Se utilizó también una combinación de sensores de conductividad térmica y semiconductores, con un algoritmo de extracción para generar los perfiles de gas y extraer la concentración de éstos en los segmentos aeróbico y anaeróbico del intestino.

 

Una de las cosas que vale la pena mencionar, es la capacidad con la que cuenta dicho sensor para indicar a qué nivel del aparato digestivo se encuentra y esto lo hace por medio de la medición de las concentraciones de oxígeno, es decir, si las concentraciones son altas, indica que se encuentran en la parte superior del estómago; si esta concentración baja, entonces indica que se encuentra descendiendo o en los intestinos; así, cuando la píldora detecta un ambiente libre de oxígeno, sabe que finalmente llegó al colon y pronto saldrá.

 

Como ya se mencionó, el sensor externo que monitorea la información trasmitida por la píldora (temperatura y gases), muestra los perfiles en tiempo real por medio de comunicación Bluetooth entre un receptor de bolsillo y un teléfono móvil, cada cinco minutos. Este dispositivo cuenta también con la capacidad de que, tanto el sensor de temperatura y el circuito de transmisión pueden operar durante casi 30 días, requiriendo de corrientes a nivel de microamperios, dando la oportunidad de recabar datos por un tiempo considerable; además, esto representa un nivel de seguridad importante para los cuerpos de los pacientes.

 

Un beneficio extra que tiene la comercialización de este dispositivo es el precio de su producción a gran escala, llegando a tener un costo por unidad de entre treinta y cuarenta dólares, lo que lo vuelve accesible si en un momento se comercializa.

 

Este tipo de tecnologías pueden cambiar el rumbo en el tratamiento y diagnóstico de enfermedades gastronintestinales importantes y que tienen un gran impacto en nuestro país y el mundo, como son: el síndrome del intestino irritable que suele presentarse principalmente en individuos de entre 15 y 65 años, teniendo una prevalencia en México del 16 al 35% en individuos jóvenes de comunidad estudiantil; la gastritis, que tiene un gran impacto en nuestro país, estimándose que hasta un 80% de la población adulta la presenta; y el cáncer de colon, cuyo riesgo de presentarlo en el transcurso de la vida es de aproximadamente 1 en 22 (4.49%) para los hombres y de 1 en 24 (4.15%) para las mujeres. Como se puede observar, estas son enfermedades que tienen alto impacto, no sólo en los números estadísticos, sino también en la calidad de vida de un número considerable de la población, teniendo en cuenta que estos padecimientos desafortunadamente suelen ser tan comunes que dejan de tener un diagnóstico y tratamiento oportuno, dañando, en gran medida, la calidad de vida de quien lo padece y que podría verse mejorada con la aplicación de dicha tecnología, sin mencionar los grandes beneficios que traería consigo en el diagnóstico del cáncer de colon. Por el momento queda esperar los resultados de los siguientes ensayos y que, en algún momento, pueda ser comercializada en México.

Referencias

 

REFERENCIAS

1. Kourosh Kalantar-Zadeh, Kyle J. Berean, Nam Ha, et al. A human pilot trial of ingestible electronic capsules capable of sensing different gases in the gut. Nature Electronicsvolume 1, pages79–87 (2018).

 

2. Corbella J. Seis voluntarios ensayan una píldora electrónica que sondea el aparato digestivo, [Enero 2018]. Consultado en:

http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180109/434174945158/capsula-electronica-comestible-aparato-digestivo-enfermedades-intestino.html [Revisado en Febrero 2018].

 

3. Dickson I. Diagnosis: Gas-sensing gut capsules. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018 Jan 17.

 

4. Temming M. New pill tracks gases through your gut. News. Technology [Enero 2018]. Consultado en: https://www.sciencenews.org/article/new-pill-tracks-gases-through-your-gut. [Revisado en febrero 2018].

 

5. Chen A. Gut Check: Gas-Sniffing Capsule Charts The Digestive Tract. Health news from NPR. Treatments [Enero 2018]. Consultado en:

https://www.npr.org/sections/health-shots/2018/01/08/575944661/gut-check-gas-sniffing-capsule-charts-the-digestive-tract [Revisado en febrero 2018].

 

6. American Cancer Society. Key Statistics for Colorectal Cancer. ABOUT COLORECTAL CANCER [Enero 2018]. Consultado en:

https://www.cancer.org/cancer/colon-rectal-cancer/about/key-statistics.html [Revisado en Febrero 2018].

 

7. Visión CEVECE 2016. Semana 49. Gastritis. Secretaría de Salud Gobierno del Estado de México [2016]. Consultado en: http://salud.edomex.gob.mx/cevece/documentos/difusion/tripticos/2016/Semana%2049_2016.pdf [Revisado en Febrero 2018].

 

8. Directrices Mundiales de la Organización Mundial de Gastroenterología. Síndrome de Intestino Irritable: una Perspectiva Mundial. WGO Global Guidelines [2015]. Consultado en: http://www.worldgastroenterology.org/UserFiles/file/guidelines/irritable-bowel-syndrome-spanish-2015.pdf [Revisado en Febrero 2018].

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