Controlar los niveles de glucosa en pacientes diabéticos sin necesidad de molestos pinchazos. Ése es un sueño largamente perseguido por la medicina que, sin embargo, no ha logrado hasta ahora ningún método no invasivo tan eficaz como las agujas. Ahora, un material como recién llegado del futuro, el grafeno, salta los límites de la electrónica para ponerse al servicio de la ciencia y medir los niveles de azúcar en sangre.
Casi basta con ver la fotografía que ha difundido la revista Nature Nanotechnology para resumir la importancia y la (aparente) sencillez del dispositivo que han desarrollado científicos de la Universidad Nacional de Seúl y e Instituto de Tecnología Gyeonggi-do (ambos en Corea del Sur), y las universidades estadounidenses de Massachusetts y Austin (en Texas).
Gracias a la flexibilidad y a la ligereza del grafeno, los investigadores dirigidos por Dae-Hyeong han logrado diseñar un dispositivo con aspecto de pulsera transparente en la que varios chips integrados son capaces de medir los niveles de glucosa directamente en el sudor. Además, los especialistas han dado un paso más -éste de momento sólo en ratones- al añadirle unas microagujas capaces de administrar a través de la piel la dosis necesaria de un antidiabético (metformina) cuando los niveles de glucosa subían.
Como admite a este periódico uno de los cofirmantes del trabajo, Hyunjae Lee, el proceso de sudado fue uno de los mayores retos a salvar durante el diseño del dispositivo, “y de hecho tenemos que seguir trabajando en ello”. Para que las mediciones de la glucosa en el sudor fuesen precisas, los investigadores tuvieron que calibrar cuidadosamente los chips en base a otras oscilaciones de humedad, temperatura y Ph de la piel.
“La glucosa se puede medir en el sudor, y también en las lágrimas, pero como está presente en concentraciones menores es importante que estos dispositivos sean muy precisos. No puede dar un día bien y otro mal”, explica el doctor Edelmiro Menéndez, presidente de la Sociedad Española de Diabetes. “Por los resultados que ahora se publican, todo indica que este sistema es más preciso en la medición que otros sistemas que lo han intentado previamente”.
Grafeno en medicina
En 2010, el grafeno se incorporaba a nuestro vocabulario a raíz de la concesión del Premio Nobel de Física a sus descubridores. Desde entonces, las aplicaciones de este material resistente pero muy flexible, abundante y económico, flexible e impermeable no han dejado de crecer en campos como el de la electrónica, la telefonía o la informática. Sin embargo, en el campo de la medicina, el uso de grafeno es todavía muy experimental .
Para compensar esa carencia, los investigadores utilizaron como complemento del grafeno una especie de malla a base de partículas de oro y silicio hasta crear una fina película transparente (y adhesiva) sobre la que colocar varios sensores capaces de medir a través de la piel el Ph, la humedad, la glucosa y la temperatura. El sistema se completa con un analizador portátil que se conecta al parche y que sirve también para cargarlo y dotarlo de autonomía durante varias horas.
Una serie de enzimas colocadas en el sensor son las encargadas de desencadenar una reacción electroquímica cuando la glucosa se eleva con mediciones en tiempo real. Además, cuando esto ocurre a partir de ciertos niveles, las enzimas generan una reacción calórica para que cientos de microagujas que contienen el antidiabético metformina se disuelvan y liberen su contenido en la piel.
De hecho, como explica Hyunjae a EL MUNDO, la insulina es una proteína “muy vulnerable al calor”, y precisamente porque las microagujas se activan con calor para liberra el fármaco a la piel, emplearon la metformina en lugar de la insulina para incrementar la eficacia del proceso. Por ahora, añade este investigador coreano, los experimentos con los animales emplearon 20 mg por unidad, aunque sus cálculos indican que la dosis capaz de contener el dispositivo podría ser de hasta 500 mg.
En este sentido, el especialista español recuerda que muchos diabéticos se tratan con metformina, pero al tratarse de una pastilla oral, su administración a través del parche no tiene tanta importancia como si hubiesen empleado insulina. “El parche tiene un doble papel de sensor y dispensador, pero la primera, de medición de la glucosa no invasiva es la más interesante desde el punto de vista clínicos”.
De momento, la parte de administración del fármaco se probó únicamente con 18 ratones diabéticos, por lo que los autores admiten que aún están lejos de poder escalar este dispositivo para que esté listo para un uso terapéutico en humanos. De hecho, el doctor Hyunjae calcula que “aún faltan cinco años hasta que podamos resolver todas las cuestiones necesarias para llegar a comercializarlo”.
Sin embargo, como señala en un comentario en la misma revista Richard Guy, de la Universidad de Bath (en Reino Unido), con todas las cautelas y admitiendo que aún queda camino por andar, el trabajo da un paso más para acercarse hacia el santo grial de la diabetología: poder prescindir algún día de las tiras reactivas que obligan a miles de diabéticos a pincharse periódicamente para medir sus niveles de glucosa en una gota de sangre.
Como él mismo recuerda, todos los intentos que se han llevado a cabo hasta ahora para sustituir estos pinchazos por métodos menos invasivos no han tenido demasiado éxito. De hecho, el único dispositivo de medición de glucosa sin atravesar la piel aprobado por las autoridades sanitarias de EEUU, el llamado Glucowatch (una especie de reloj medidor), “no ha tenido demasiado éxito comercial” por su elevada tasa de error y por las molestias que sufrían los usuarios.
“Ya existen algunos sensores continuos de glucosa muy poco invasivos y que ofrecen mediciones constantes durante 15 días”, añade el doctor Menéndez, “por lo que cualquier dispositivo nevo tiene que ser muy preciso para poder competir con lo que ya tenemos en la actualidad”.
De momento, admiten los investigadores coreanos, necesitan seguir trabajando en la estabilidad y precisión a largo plazo del medidor de glucosa, para que éste pueda llegar a ser empleado algún día por pacientes diabéticos durante todo el día.
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