Un parche rastrea simultáneamente serotonina y glucosa: los sensores de microagujas llegan al cuerpo en movimiento

La mayoría de los dispositivos portátiles de salud detectan el ritmo cardíaco, la temperatura corporal y el movimiento, pero los cambios moleculares que realmente intervienen en la regulación fisiológica siguen ocultos bajo la piel. Un estudio publicado en «Nature Nanotechnology» presenta un parche inalámbrico de microagujas sin batería capaz de rastrear simultáneamente serotonina y glucosa, en un intento por sacar la monitorización molecular del laboratorio e incorporarla a situaciones cotidianas en las que los animales se mueven libremente.

Las microagujas del parche entran en contacto con el líquido intersticial de la dermis, lo que evita las extracciones repetidas de sangre y no requiere implantar por completo el dispositivo en el cuerpo. La serotonina se identifica mediante un sensor de aptámeros, mientras que la glucosa se mide mediante un sensor enzimático; las señales se leen después a través de componentes electrónicos inalámbricos. El equipo de investigación realizó una monitorización continua durante 12 horas en ratas que se movían libremente y detectó fluctuaciones moleculares asociadas al estrés agudo, la ingesta de alimentos y los cambios circadianos.

El aspecto central de este trabajo no consiste únicamente en reducir el tamaño del sensor, sino en abordar las interferencias provocadas por el movimiento. Cuando la piel se dobla, se estira o se somete a presión, el contacto entre las microagujas y el tejido puede cambiar fácilmente, lo que provoca una deriva de la señal electroquímica. Los investigadores utilizaron un anillo de fijación y una estructura de compresión para desacoplar mecánicamente la zona de detección de la deformación de la piel. En pruebas de compresión y flexión realizadas en ratas vivas, así como en pruebas de vibración con piel ex vivo, este diseño mantuvo un contacto estable mejor que la fijación únicamente con cinta adhesiva médica.

El método de fabricación también busca salvar la brecha entre la precisión y la producción a gran escala. El equipo fabricó primero un molde maestro de alta resolución mediante polimerización de dos fotones y luego utilizó moldeo asistido por ultrasonidos para reproducir microagujas con puntas de unos 430 nanómetros de ancho y superficies dotadas de microestructuras jerárquicas. Los electrodos nanoestructurados de oro y platino aumentan, respectivamente, la señal de corriente y el área superficial electroquímica efectiva, lo que permite que una sola microaguja también pueda realizar la detección.

Sin embargo, estos resultados aún no equivalen a disponer de un parche de salud apto para uso humano. El estudio sigue limitado a experimentos con ratas, y los datos de 12 horas no bastan para responder a las preguntas sobre la deriva de la señal, la bioincrustación, las reacciones cutáneas y la calibración del sensor durante un uso de varios días o semanas. La serotonina presente en el líquido intersticial tampoco equivale a la serotonina cerebral. Lo observado hasta ahora es que varía de forma sincronizada con el estrés o los ritmos circadianos, pero esto no permite interpretar directamente las lecturas como indicadores del estado emocional o mental.

Si futuros estudios en humanos confirman la relación entre los valores medidos y los indicadores sanguíneos o clínicos, este tipo de parche multimolecular podría aportar información adicional a la que ofrecen los actuales sistemas de monitorización continua de glucosa y ayudar a estudiar cómo interactúan en la vida real el metabolismo, las respuestas al estrés y las señales hormonales. Por ahora, una caracterización más precisa sería la de una plataforma preclínica que integra fabricación, tolerancia al movimiento y detección múltiple, y no la de un producto ya utilizable para el diagnóstico o la interpretación de la salud individual.