{"id":5635,"date":"2022-02-09T17:54:17","date_gmt":"2022-02-09T17:54:17","guid":{"rendered":"https:\/\/transferencia.tec.mx\/?p=5635"},"modified":"2023-09-11T00:50:16","modified_gmt":"2023-09-11T00:50:16","slug":"chip-para-diagnostico-de-la-leucemia-infantil","status":"publish","type":"divulgacion-ciencia","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/chip-para-diagnostico-de-la-leucemia-infantil\/","title":{"rendered":"Chip para diagn\u00f3stico de la leucemia infantil"},"content":{"rendered":"

Por K. Mayoral-Pe\u00f1a, M. de Donato Capote<\/a>,
\nO. I. Gonz\u00e1lez-Pe\u00f1a<\/a>, G. Oza, N. Artzi, Ashutosh Sharma<\/a><\/strong><\/p>\n

De acuerdo con la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud, el c\u00e1ncer es la segunda causa de muerte a nivel mundial (Figura 1 y 2). Es una enfermedad en donde un grupo de c\u00e9lulas del cuerpo humano crecen de forma descontrolada y afectan las funciones del organismo. Seg\u00fan la Secretar\u00eda de Salud en M\u00e9xico, se considera que el 50% de los casos de c\u00e1ncer infantil son causados por la leucemia, que es un tipo de c\u00e1ncer de la sangre donde generalmente se presenta un n\u00famero muy elevado de las c\u00e9lulas llamadas gl\u00f3bulos blancos o leucocitos.<\/p>\n

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Figura 1. Una de cada seis muertes a nivel mundial es causada por c\u00e1ncer, aproximadamente 10 millones de personas fallecieron por esta enfermedad en 2019.<\/figcaption><\/figure>\n

La detecci\u00f3n temprana de esta enfermedad aumenta la probabilidad de que el tratamiento sea efectivo y que el infante sobreviva. Desafortunadamente, en nuestro pa\u00eds m\u00e1s de la mitad de los casos de leucemia infantil se detectan en etapas avanzados. Para resolver esta situaci\u00f3n, se requieren herramientas de diagn\u00f3stico m\u00e9dico que sean econ\u00f3micas y accesibles para la poblaci\u00f3n.<\/p>\n

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Figura 2. Principales causas de muerte a nivel mundial en 2019 (IHME y Global Burden of disease).<\/figcaption><\/figure>\n

En la leucemia, los leucocitos (c\u00e9lulas de defensa del cuerpo humano) sufren mutaciones da\u00f1inas en el ADN (\u00c1cido Desoxirribonucleico), que es la sustancia encargada de almacenar y transferir las instrucciones que las c\u00e9lulas del cuerpo humano necesitan para desempe\u00f1ar sus funciones de forma correcta. Estas mutaciones pueden ocurrir de forma aleatoria o ser causadas por exposici\u00f3n a sustancias t\u00f3xicas, luz ultravioleta u otros factores ambientales. Cuando las instrucciones contenidas en el ADN tienen errores, los leucocitos empiezan a comportarse de manera inadecuada. Uno de estos comportamientos es el crecimiento descontrolado (aumento anormal del n\u00famero de estas c\u00e9lulas), que en etapas avanzadas afecta las funciones vitales del organismo y puede provocar la muerte del individuo.<\/p>\n

La mayor\u00eda de los signos y los s\u00edntomas de la leucemia son el resultado de la deficiencia de c\u00e9lulas normales en el torrente sangu\u00edneo. Esto sucede cuando la cantidad de c\u00e9lulas leuc\u00e9micas (c\u00e9lulas cancerosas) es mayor a la de los leucocitos normales en la sangre. Dicha deficiencia puede diagnosticarse mediante pruebas de sangre, pero tambi\u00e9n puede producir s\u00edntomas generales como: fiebre, fatiga, p\u00e9rdida de peso, n\u00e1usea, erupciones en la piel y aparici\u00f3n de moretones (hematomas) sin haber recibido traumas o golpes bruscos. Es muy importante, particularmente en los ni\u00f1os, estar al pendiente de la aparici\u00f3n de uno o varios de estos s\u00edntomas, ya que frecuentemente pasan desapercibidos o se confunden con afectaciones comunes en esta etapa de crecimiento.<\/p>\n

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Figura 3. Principales s\u00edntomas de la leucemia.<\/figcaption><\/figure>\n

Las leucemias se clasifican de acuerdo con el tipo de leucocito (linfocito, monocito, etc.) que se multiplica de forma descontrolada. Por ello, su diagn\u00f3stico se realiza mediante un an\u00e1lisis que contabiliza el n\u00famero de cada tipo de leucocito que se encuentra presente en la sangre. Este proceso requiere de equipo de laboratorio y personal especializado, lo cual dificulta el acceso de estos procedimientos de diagn\u00f3stico a algunos sectores de la poblaci\u00f3n. Esto conlleva a que muchos de los casos de leucemia infantil en poblaciones vulnerables se detecten en etapas avanzadas, lo cual limita considerablemente la efectividad de los tratamientos disponibles. Por este motivo, impera la necesidad de desarrollar tecnolog\u00edas de diagn\u00f3stico m\u00e1s confiables, accesibles, f\u00e1ciles de implementar, port\u00e1tiles y econ\u00f3micas.<\/p>\n

Con el objetivo desarrollar un dispositivo port\u00e1til y de bajo costo para el diagn\u00f3stico de la leucemia, el Grupo de Investigaci\u00f3n con Enfoque Estrat\u00e9gico en Bioprocesos de la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias del Tecnol\u00f3gico de Monterrey, Campus Quer\u00e9taro (M. en C. Kalaumari Mayoral Pe\u00f1a, y Dr. Marcos de Donato Capote) ha formado una alianza colaborativa con el Grupo de Investigaci\u00f3n con Enfoque Estrat\u00e9gico de Ciencia y Tecnolog\u00eda del Agua (Dr. Omar I. Gonzalez Pe\u00f1a) en el Centro del Agua para Am\u00e9rica Latina y el Caribe del Tecnol\u00f3gico de Monterrey Campus Monterrey y con el Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluidica (LABMyN) que pertenece al Centro de Investigaci\u00f3n y Desarrollo Tecnol\u00f3gico en Electroqu\u00edmica (CIDETEQ) del CONACyT (Dr. Goldie Oza). \u00a0Adem\u00e1s, se cuenta con las colaboraciones internacionales del Brigham and Women\u2019s Hospital, Harvard Medical School y el Massachusetts Institute of Technology (MIT) (Dra. Natalie Artzi).<\/p>\n

El dispositivo mencionado es un laboratorio en un chip (Lab-on-a-Chip), el cual cabe en la palma de la mano y ser\u00e1 capaz de cuantificar los diferentes tipos de leucocitos presentes en una muestra de sangre sin la necesidad de un costoso equipo de laboratorio y personal especializado (Figura 4). \u00a0Mediante este innovador \u201cchip\u201d se espera obtener un diagn\u00f3stico oportuno de la leucemia primordialmente en los ni\u00f1os y j\u00f3venes de escasos recursos en M\u00e9xico.<\/p>\n

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Figura 4. Diagrama del dispositivo de diagn\u00f3stico de leucemia.<\/figcaption><\/figure>\n

\u00bfC\u00f3mo funciona el laboratorio en un chip?<\/h2>\n

El \u201cchip\u201d es un dispositivo que cuenta con un sistema de diagn\u00f3stico integrado en un espacio con un tama\u00f1o similar a un tel\u00e9fono celular. Estas dimensiones permiten que el dispositivo sea port\u00e1til y de f\u00e1cil manejo en los sitios de atenci\u00f3n m\u00e9dica. Para lograr estas funciones, se utiliza la microflu\u00eddica, una tecnolog\u00eda capaz de miniaturizar el proceso de detecci\u00f3n de las c\u00e9lulas cancerosas.<\/p>\n

Como su nombre indica, la microflu\u00eddica trabaja con fluidos (como sangre, orina, saliva, etc.) en canales o compartimientos con dimensiones en el orden de micr\u00f3metros o micras, que corresponden a la mil\u00e9sima parte de un mil\u00edmetro. En esta escala se encuentran las c\u00e9lulas del cuerpo humano (8-15 micras), que son aproximadamente 10 veces m\u00e1s peque\u00f1as que el grosor de un cabello humano (al ser tan peque\u00f1as no pueden verse a simple vista).<\/p>\n

Por lo tanto, mediante la microflu\u00eddica se llevan a cabo las operaciones de un laboratorio de an\u00e1lisis cl\u00ednico en un espacio de unos cuantos cent\u00edmetros (Figura 5) y s\u00f3lo se requiere una peque\u00f1a gota de sangre u otros fluidos. Un ejemplo de ello es el gluc\u00f3metro, utilizado para monitorear los niveles de az\u00facar en la sangre en las personas con diabetes. Se espera que en el futuro este \u201cchip\u201d de diagn\u00f3stico para la leucemia se utilice de forma tan sencilla como la de un gluc\u00f3metro, aunque el diagn\u00f3stico de la leucemia es un proceso mucho m\u00e1s complejo, por lo que requiere mayor investigaci\u00f3n y desarrollo en esta \u00e1rea.<\/p>\n

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Figura 5. Fotograf\u00eda de un dispositivo microflu\u00eddico con sistema \u00f3ptico de bajo costo para la detecci\u00f3n de c\u00e9lulas cancerosas humanas.<\/figcaption><\/figure>\n

Mediante este proyecto de colaboraci\u00f3n e innovaci\u00f3n multidisciplinario y multisectorial el Tecnol\u00f3gico de Monterrey refrenda su responsabilidad social contribuyendo en el desarrollo cient\u00edfico de M\u00e9xico, lo que se traduce en la generaci\u00f3n de conocimiento y tecnolog\u00eda para resolver los problemas de la salud global y construir una sociedad m\u00e1s justa y un mundo m\u00e1s sostenible.<\/p>\n

Agradecimientos<\/h2>\n

Los autores agradecen al Dr. Jes\u00fas Eduardo Elizondo Ochoa del Tecnol\u00f3gico de Monterrey, Campus Monterrey por su contribuci\u00f3n en el proceso de edici\u00f3n de este art\u00edculo. Tambi\u00e9n agradecen a la M. en Biotecnolog\u00eda Rosario del Carmen Flores Vallejo por su contribuci\u00f3n en la revisi\u00f3n cr\u00edtica, edici\u00f3n y mejoras en las ilustraciones del presente art\u00edculo.<\/p>\n

Autores<\/h2>\n