Investigadores de la UAB, con la colaboración del Hospital Sant Joan de Déu y de la UPC, han desarrollado un nuevo dispositivo que permite monitorizar la cantidad de amonio en sangre junto al paciente. El dispositivo, en fase experimental, facilitará el seguimiento de enfermedades hepáticas y otras enfermedades metabólicas hereditarias y puede convertirse en una alternativa económica a los sistemas de monitorización actuales.

El amonio es un biomarcador que sirve para diagnosticar diferentes enfermedades metabólicas hereditarias minoritarias, como los trastornos primarios del ciclo de la urea y diferentes acidemias orgánicas, así como otras condiciones metabólicas y ambientales que afectan a la función hepática con una disfunción secundaria del ciclo de la urea. También es útil para el estudio y seguimiento de diferentes hepatopatías (enfermedades que afectan al normal funcionamiento del hígado) provocadas por el consumo de alcohol o de otras sustancias de abuso, fármacos y otras situaciones ambientales.

En todas estas enfermedades se genera un exceso de amonio, lo que implica un riesgo para la salud del paciente. Valores superiores a 200 micromoles por litro de sangre se consideran episodios graves de hiperamonemia (alta concentración de amonio en sangre) que pueden causar daños neurológicos irreversibles, e incluso la muerte si se superan los 500 micromoles por litro. Por eso, el diagnóstico precoz y en tiempo real es esencial para minimizar el impacto de un episodio de hiperamonemia sobre las funciones neurológicas. Actualmente los pacientes diagnosticados con enfermedades que cursan con hiperamonemia deben desplazarse periódicamente al hospital de referencia para hacerse una extracción de sangre que se debe tratar y analizar en el laboratorio.

Investigadores del Grupo de Sensores y Biosensores (GSB) del Departamento de Química de la UAB, con la colaboración del Hospital Sant Joan de Déu y de la UPC, han desarrollado un analizador Point-of-Care para la monitorización de amonio en sangre que permitirá realizar medidas descentralizadas junto al paciente, en el punto de atención, fuera de los laboratorios de análisis de los hospitales donde se utilizan los equipos tradicionales. El nuevo dispositivo pretende descentralizar la determinación de amonio, haciéndola posible en centros de salud más pequeños con una medida directamente en la sangre, sin necesidad de tratamiento previo alguno. Esto supone multiplicar los puntos de seguimiento, simplificar el proceso y reducir el tiempo para la toma de decisiones médicas.

"Aumentar la frecuencia de las pruebas para determinar la concentración de amonio es de vital importancia", explica la investigadora de la UAB Mar Puyol, directora del estudio. "La reducción del exceso de amonio en el paciente con hiperamonemia se realiza mediante la restricción de la ingesta de proteínas, usando medicamentos para mejorar la eliminación de amonio o mediante diálisis o hemofiltración en casos agudos, de modo que la evolución del paciente será más favorable cuanto antes se actúe, y esto se logra con analizadores junto al paciente como el que hemos desarrollado".

Validación en el hospital

El equipo de investigación está poniendo a punto un prototipo para que funcione en condiciones de semiautonomía. Una vez esté operativo se medirán todas las muestras de amonio que se analicen cada día en el Hospital Sant Joan de Déu con el método convencional y con el nuevo equipo desarrollado. Sin embargo, Puyol advierte que "serán necesarios cientos de muestras para poder validar el prototipo de analizador Point-of-care final. Posteriormente, deberá industrializarse para salir al mercado. Aún quedan varias etapas antes de llegar a este escenario, pero se prevé que se convierta en un dispositivo económico que facilite la monitorización de enfermedades hepáticas también en países en vías de desarrollo".

Funcionamiento del dispositivo

El dispositivo utiliza una plataforma microfluídica que integra un sensor potenciométrico como sistema de detección y una membrana de separación de gases. De esta forma se puede conseguir separar automáticamente el amonio en forma de amoníaco del resto de la matriz compleja de la sangre, obteniendo una detección selectiva libre de todo tipo de interferentes. Esto asegura una determinación precisa y exacta de la concentración de amonio en sangre entera y no en plasma, que es el medio donde se realizan los análisis convencionales de este parámetro.

La investigación, dirigida por los investigadores Julián Alonso-Chamarro y Mar Puyol Bosch, del Grupo de Sensores y Biosensores del Departamento de Química de la UAB, es fruto del proyecto I+D+I Prueba de Concepto (PDC2021-121558-I00), y ha sido desarrollada con la colaboración de los investigadores Rafael Artuch del Hospital Sant Joan de Déu (HSJD) y Javier Rosell del Centro de Investigación en Ingeniería Biomédica (CREB) de la UPC. Esta investigación cuenta con el apoyo y la participación de la Fundación PKU-OTM (fenilcetonúria y otros trastornos metabólicos hereditarios). La validación del funcionamiento del sistema se lleva a cabo en el Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona.