Desarrollan sensores que detectan en el aliento señales de cáncer de pulmón

La prueba del aliento se utiliza para detectar la infección por la bacteria Helicobacter pylori y consiste básicamente en medir la urea exhalada porque su cantidad depende de la presencia de este microorganismo en el estómago. Y es que el aliento exhalado contiene pistas químicas que revelan lo que ocurre en el interior de nuestro organismo. Ahora, un grupo de investigadores chinos ha logrado identificar una alteración química en el aliento de personas que padecen cáncer de pulmón que puede ser clave para la detección de esta enfermedad.

Desarrollar herramientas capaces de detectar estos compuestos podría ayudar a los médicos a realizar diagnósticos precoces y mejorar así el pronóstico de los pacientes. En su estudio, publicado en ACS Sensors, una revista de la American Chemical Society (ACS), los científicos explican el desarrollo de sensores nanosensibles que lograron identificar un cambio clave en la química del aliento de personas con cáncer de pulmón en pruebas realizadas a pequeña escala.

Un avance en el diagnóstico no invasivo del cáncer de pulmón

Cuando respiramos expulsamos varios gases, como vapor de agua y dióxido de carbono, junto con otros compuestos en el aire y los autores del estudio han descubierto que la disminución de un compuesto químico llamado isopreno en el aliento puede indicar la presencia de cáncer de pulmón.

Sin embargo, para detectar estos pequeños cambios, es necesario que el sensor sea extremadamente sensible y tenga la capacidad de medir niveles de isopreno en rangos de partes por mil millones (ppb). Además, debe diferenciar el isopreno de otros compuestos volátiles y resistir la humedad natural del aliento.

Los intentos previos de crear sensores de gas con estas características se han centrado en óxidos metálicos, incluido un compuesto prometedor de óxido de indio. Un equipo dirigido por Pingwei Liu y Qingyue Wang de la Universidad de Zhejiang, en China, se propuso mejorar los sensores basados en óxido de indio para detectar el isopreno en las concentraciones típicas en el aliento.

La disminución de un compuesto químico llamado isopreno en el aliento puede indicar la presencia de cáncer de pulmón

Los investigadores desarrollaron una serie de sensores de nanoláminas a base de óxido de indio (In₂O₃) y comprobaron a través de sus experimentos que el que proporcionaba un mejor rendimiento era un tipo específico, al que llamaron Pt@InNiOx por contener platino (Pt), indio (In) y níquel (Ni). Sus principales hallazgos sobre estos sensores Pt@InNiOx fueron:

• Detectaron niveles de isopreno tan bajos como 2 ppb, una sensibilidad muy superior a la de sensores previos.
• Respondieron específicamente al isopreno, diferenciándolo de otros compuestos volátiles comunes en el aliento.
• Mantuvieron su rendimiento constante durante nueve pruebas simuladas.

Además, los análisis en tiempo real de la estructura y propiedades electroquímicas de las nanoláminas revelaron que los nanoclústeres de platino anclados uniformemente en las nanoláminas catalizaban la activación de la detección de isopreno, lo que permitía un rendimiento ultrasensible.

Para demostrar el potencial diagnóstico de estos sensores los investigadores incorporaron las nanoláminas Pt@InNiOx en un dispositivo de detección portátil en el que introdujeron muestras de aliento procedentes de 13 personas, cinco de las cuales tenían cáncer de pulmón. El dispositivo detectó niveles de isopreno inferiores a 40 ppb en muestras de pacientes con cáncer y superiores a 60 ppb en participantes sin cáncer, por lo que estos científicos consideran que esta tecnología podría constituir un avance en la detección no invasiva del cáncer de pulmón, mejorando los resultados y potencialmente salvando vidas.