Una píldora con bacterias que detecta enfermedades intestinales en minutos

A la sombra de las colonoscopias tradicionales, un equipo de investigadores ha desarrollado una innovadora alternativa: un sensor elaborado a partir de diminutas microesferas cargadas con bacterias capaces de identificar sangre y otros marcadores asociados a enfermedades gastrointestinales. Estas pequeñas “píldoras” de administración oral incorporan además partículas magnéticas que permiten recuperar fácilmente el material en las heces.

En pruebas realizadas con ratones con colitis, el sensor bacteriano logró detectar hemorragias internas en cuestión de minutos. Según los autores del estudio, este tipo de bacterias podría modificarse para reconocer una amplia variedad de patologías intestinales en el futuro. Esta tecnología proporciona un nuevo paradigma para la detección rápida y no invasiva de enfermedades gastrointestinales, afirma Ying Zhou, coautor del estudio.

En Estados Unidos, millones de personas conviven con cáncer colorrectal o enfermedades inflamatorias intestinales, como la colitis, que pueden provocar sangrado, diarrea y dolor abdominal. El principal método diagnóstico sigue siendo la colonoscopia, realizada mediante un endoscopio: una cámara instalada en un tubo largo y flexible que se introduce a través del intestino grueso.

Aunque es una herramienta indispensable, muchas personas la evitan por la preparación previa que requiere y por lo invasiva que resulta. En busca de alternativas más accesibles y menos incómodas, Zhou, Bang-Ce Ye, Zhen-Ping Zou y su equipo están desarrollando nuevas estrategias basadas en bacterias capaces de detectar biomarcadores de enfermedad, como el hemo, un componente de los glóbulos rojos que indica la presencia de sangrado intestinal.

Anteriormente, el equipo había creado bacterias capaces de detectar hemo y emitir luz en presencia de sangre, pero estos sensores se degradaban dentro del sistema digestivo y resultaban difíciles de recuperar. En el nuevo trabajo, los investigadores encapsularon dichas bacterias junto con partículas magnéticas dentro de pequeñas esferas de alginato de sodio, un espesante comúnmente utilizado en la industria alimentaria.

El resultado son microesferas de hidrogel que actúan como sensores y que, tras atravesar el tracto digestivo, pueden recuperarse fácilmente de las heces mediante un imán. Las pruebas iniciales mostraron que este hidrogel protegía a las bacterias frente a fluidos digestivos simulados, a la vez que permitía que el hemo entrara en contacto con ellas y activara su señal luminosa.

El equipo administró las microesferas por vía oral a modelos murinos de colitis que abarcaban desde ausencia de enfermedad hasta fases avanzadas

Posteriormente, el equipo administró las microesferas por vía oral a modelos murinos de colitis que abarcaban desde ausencia de enfermedad hasta fases avanzadas. Una vez que las microesferas completaron su paso por el tracto gastrointestinal, los investigadores las recuperaron de las heces utilizando un imán y comprobaron que el proceso de limpieza y análisis podía completarse en unos 25 minutos. Además, observaron que la luz emitida por los sensores aumentaba conforme empeoraba la colitis, reflejando mayores niveles de hemo en los modelos con afectación más severa.

Las pruebas realizadas en ratones sanos permitieron confirmar que las microesferas no provocaban efectos adversos y que eran biocompatibles, lo que refuerza su potencial como herramienta diagnóstica no invasiva. Aunque el sensor aún necesita ser probado en humanos, los investigadores dicen que este método de encapsular sensores bacterianos podría diagnosticar enfermedades gastrointestinales y monitorear tratamientos y progresión de la enfermedad.