Se vislumbra un dispositivo portátil para realizar pruebas de diagnóstico inmediato a fin de detectar el gluten en los alimentos
La enfermedad celiaca afecta entre un 1 % y un 2 % de la población europea, con unos costes directos para la salud pública de unos 3 000 millones de euros al año. Para los celíacos, los síntomas pueden ser graves. Las reacciones autoinmunes provocan la destrucción de las vellosidades intestinales, unas protrusiones con forma de dedos en el intestino delgado. El resultado es una reducción de la absorción de nutrientes, una posible malnutrición y un daño permanente del intestino.
Los problemas y las soluciones propuestas
«No existen tratamientos médicos conocidos que sean efectivos para curar la enfermedad celiaca y la terapia solo consiste en una dieta estricta sin gluten durante toda la vida», destaca Alessandra Maria Bossi, coordinadora del proyecto GEMS y profesora adjunta en el Departamento de Biotecnología de la Universidad de Verona. «Por lo tanto, el principal objetivo del proyecto GEMS es diseñar un sensor químico portátil para realizar un análisis rápido sobre el contenido de gluten en los alimentos». Los principales criterios que debía cumplir eran ofrecer un alto valor comercial, ser rápido y de bajo coste, así como robusto y sensible. Actualmente, los equipos de diagnóstico para determinar la presencia de gluten se basan principalmente en un análisis de inmunoadsorción enzimática (ELISA) que incluye enzimas y anticuerpos.
Dieta sin gluten en el menú
Gracias a la financiación del programa Marie Skłodowska-Curie, el proyecto GEMS ha desarrollado un método electroquímico para reconocer las moléculas de gluten. Aprovechando los conocimientos en electroquímica de Zofia Iskierk, beneficiaria de una beca Marie Curie, junto con la experiencia de Bossi en el reconocimiento de materiales, se preparó la unidad de reconocimiento de gluten selectivo utilizando la tecnología de los polímeros de impresión molecular (MIP, por sus siglas en inglés). Para aplicar los MIP, los investigadores estamparon impresiones moleculares del objetivo, un epítopo de gluten, una pequeña porción característica de la proteína de gluten, para crear el polímero de reconocimiento de gluten. Al reconocer las moléculas de gluten, este material selectivo se comporta de forma similar a los anticuerpos. Sin embargo, los MIP se pueden producir de forma mucho más barata; sus ventajas añadidas son la robustez, la mayor vida útil y la compatibilidad con la esterilización. Al desglosarse en etapas, la investigación del proyecto GEMS ha desarrollado un protocolo para una identificación exclusiva de epítopos de gluten y un método para identificar el mejor monómero a utilizar. En cuanto a los electrodos, existe un protocolo de síntesis para las películas finas de los MIP y un perfil de caracterización del aspecto físico de los electrodos de los MIP. También se evaluó la caracterización funcional de la selectividad y la sensibilidad del sensor químico de los MIP. Los desafíos y el progreso van de la mano «El desafío inesperado en el proyecto GEMS se produjo con la prueba en muestras reales», subraya Bossi. «Abordar los alimentos en términos analíticos puede presentar muchas dificultades en cuanto a la investigación. En particular, probar una amplia gama de alimentos que contienen gluten implica analizar materiales más diversos en lo que respecta a las formas físicas y las composiciones, desde la pizza a la sopa espesada con harina de trigo». Por lo tanto, la inesperada pregunta fundamental fue: ¿Cómo hay que tratar las muestras de alimentos antes de determinar el contenido en gluten mediante el sensor de gluten? Al probar el rendimiento del sensor, los investigadores incluyeron proteínas de gluten enteras, así como extractos de gluten de la sémola, el arroz y el suero lácteo. Para compararlo, se utilizaron equipos ELISA comercialmente disponibles para determinar la presencia de gluten. «Los resultados obtenidos hasta ahora con el sensor de gluten son prometedores», concluye Bossi. «Además de la definición de los procedimientos preanalíticos, se necesitan más estudios sobre la interferencia introducida en el elemento sensor por los enlaces moleculares de los alimentos y su influencia en la medición». Los investigadores prevén que un dispositivo piloto portátil de diagnóstico inmediato sea viable en dos años.
Palabras clave
GEMS, gluten, alimentos, sensor, epítopo, polímeros de impresión molecular (MIP)
