Un tercio de la población mundial está infectada de tuberculosis. Detectar la bacteria resulta caro y requiere mucho tiempo, incluso en aquellos hospitales que disponen de sofisticados equipos de laboratorio. Y en los países donde la infección está más extendida, los pacientes muchas veces no tienen acceso a este tipo de equipamiento médico. Un grupo de investigadores del Hospital General de Massachusetts, en Boston, y de la Universidad de Harvard, acaban de hacer una demostración de un dispositivo portátil de mano que se puede utilizar para contar incluso hasta 20 bacterias en una muestra de esputo en media hora. Esperan poder desarrollar este test y convertirlo en un producto económico que pueda ser utilizado para hacer pruebas de TB.

El contador de bacterias está siendo desarrollado por unos investigadores dirigidos por Ralph Weissleder, director del Centro de Biología de Sistemas y el Centro para la Investigación de Imágenes Moleculares en la Escuela de Medicina de Harvard, así como por Hakho Lee, instructor en Mass General. Esta tecnología utiliza etiquetas de nanopartículas magnéticas y un detector que funcionan bajo los mismos principios que las imágenes por resonancia magnética. Se enfocan en la tuberculosis, señala Lee, puesto que “incluso una sola bacteria puede provocar la enfermedad, aunque ahora mismo no existe una forma sencilla de detectar la bacteria a altas sensibilidades.”

El mayor problema con los tests actuales es que son demasiado lentos, afirma Peter Katona, profesor clínico asociado de enfermedades infecciosas en la Universidad de California, Los Angeles. La forma más precisa de identificar la infección consiste en cultivar una muestra en el laboratorio. No obstante, y puesto que la TB crece muy lentamente, el proceso puede llevar hasta seis semanas. Es más, el caro equipamiento necesario para el cultivo normalmente no se encuentra disponible en las áreas más pobres donde la infección tiene más presencia.

La forma más económica y rápida de detectar la TB es mediante una prueba de piel que hace un análisis a la búsqueda de una reacción inmune. Sin embargo estos tests no son particularmente precisos. “Existen una serie de condiciones bajo las que no se dan reacciones inmunes” incluso si el paciente está infectado, afirma Steven Miller, director de los laboratorios clínicos en la Universidad de California, Centro Médico de San Francisco. La TB y el VIH a menudo van mano a mano, pero en los pacientes seropositivos el test de la piel no funciona. Otra prueba de uso común, manchar una muestra de esputo con un tinte que se une a la TB y después examinarlo bajo el microscopio, también tiene una cuota de falsos negativos muy alta. “A no ser que haya una carga bacteriana muy alta, no se puede distinguir,” afirma Miller.

El detector de Harvard es capaz de encontrar cargas de bacterias muy pequeñas. Es una versión en miniatura del dispositivo de imágenes por resonancia magnética nuclear, un aparato muy sensible pero a menudo de gran tamaño y caro que se utiliza en aplicaciones clínicas y químicas tales como la obtención de imágenes cerebrales y la determinación de las estructuras proteínicas. El tamaño y coste de los aparatos de imágenes por resonancia magnética nuclear típicos viene dado por la necesidad de incorporar un imán de gran potencia. El grupo de Weissleder logró simplificar el instrumento y convertirlo en un aparato portátil, de aproximadamente medio kilo (una libra) y con piezas desechables, gracias a una reducción de la calidad de la señal y mediante la colocación de la cámara de muestras dentro de las bobinas de radiofrecuencia. “Para medir las bacterias no se necesita mucha resolución—sólo hace falta poder detectar un patrón,” afirma Lee.

Como prueba de principio, Weissleder y Lee han demostrado que son capaces de detectar una bacteria muy similar a la tuberculosis dentro de unas muestras de esputo. En primer lugar, la muestra viscosa debe ser transformada en liquido. Después se mezcla cn una solución de nanopartículas de hierro en forma de bala de cañón y recubiertas con unos anticuerpos que se pegan a la bacteria. La muestra se carga en el detector, que utiliza microfluidos para obligar a que la muestra pase a través de un canal al que se le ha incorporado una pantalla que atrapa la bacteria y libera las nanopartículas que no lograron alcanzar ningún objetivo. Este canal está rodeado por una bobina de metal que emite sobre las bacterias unas ondas de radiofrecuencia bajo la influencia de un imán. Esto provoca que las nanopartículas de hierro emitan una señal magnética, lo que hace que los protones de las moléculas de agua colindantes se vean afectados. El dispositivo de Harvard es capaz de detectar estos cambios, cuya magnitud y duración son directamente proporcionales al número de bacterias etiquetadas en la muestra.

El proceso de detección de bacterias lleva aproximadamente 30 minutos y es igual de sensible que otros procesos que también utilizan muestras cultivadas en el laboratorio. Los resultados se describen en la revista Angewandte Chemie.

Intentar diagnosticar niveles muy bajos de bacterias en una muestra y al mismo tiempo mantener un alto nivel de calidad no resulta fácil,” señala el patólogo Miller. El test de Harvard es muy sensible—es decir, puede detectar niveles bajos de bacterias—aunque hasta que el dispositivo no pase por más pruebas, será imposible decidir cómo es de específico. Si se prueba que posee altas cuotas de falsos positivos, afirma Miller, no será viable en países como los Estados Unidos, donde las cuotas de tuberculosis son bajas. Sin embargo, señala Miller, “podría tener mucho valor como forma fácil y barata de hacer tests en áreas con gran predominio de la tuberculosis.”

Los investigadores están colaborando con la Escuela de Salud Pública de Harvard para probar el dispositivo en muestras clínicas de pacientes infectados con tuberculosis.