Biosensor electroquímico para la detección rápida de rechazo agudo en trasplantes de riñón

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Química analítica
• Inmunología del trasplante

Sus antecedentes:

• Los receptores de trasplante de riñón tienen un alto riesgo de rechazo agudo (RA), una de las principales causas de pérdida de injerto.
• Los métodos de diagnóstico actuales como las biopsias son invasivos, costosos y carecen de capacidades de monitoreo en tiempo real.
• Las quimiocinas urinarias CXCL9 y CXCL10 son prometedoras como biomarcadores no invasivos para la AR, pero requieren métodos de detección de trabajo intensivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una plataforma de biosensores electroquímicos rápida y sin etiquetas para la cuantificación simultánea de CXCL9 y CXCL10 en la orina.
• Crear una solución en el punto de atención (POC, por sus siglas en inglés) para el monitoreo no invasivo del rechazo agudo en pacientes trasplantados de riñón.
• Para evaluar la precisión del diagnóstico del biosensor en un entorno clínico.

Principales métodos:

• Fabricación de electrodos de carbono con serigrafía modificados con hidrogel de albúmina de suero bovino enlazado con Ti3C2Tx MXene.
• Detección electroquímica simultánea de CXCL9 y CXCL10 a partir de pequeños volúmenes de orina (5 μL) en un plazo de 15 minutos.
• Estudio clínico prospectivo que utiliza datos de biosensores y aprendizaje automático (regresión logística de arranque) para la clasificación de AR.

Principales resultados:

• El biosensor alcanzó una sensibilidad de pg/mL de un solo dígito, cumpliendo con los umbrales clínicos, con una estabilidad de la señal de 30 días.
• La plataforma demostró una precisión del 83% en la clasificación de la AR basada únicamente en los niveles de quimiocinas.
• La integración de los datos de los biosensores con las características clínicas e histopatológicas mejoró la precisión de la clasificación de AR al 98%.

Conclusiones:

• La plataforma de biosensores electroquímicos desarrollada ofrece una solución POC escalable y rentable para el monitoreo de AR en tiempo real y no invasivo.
• Esta tecnología tiene el potencial de reducir la dependencia de las biopsias invasivas, permitiendo intervenciones más tempranas y mejorando los resultados a largo plazo del trasplante de riñón.
• La integración de materiales avanzados, la ingeniería de biosensores y el aprendizaje automático representa un avance significativo en el diagnóstico de trasplantes.