Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Celero Systems y la Universidad de Virginia Occidental, en Estados Unidos, han desarrollado una cápsula ingerible que puede monitorizar las constantes vitales del paciente desde el tracto gastrointestinal, tanto la frecuencia cardiaca como la respiratoria de pacientes con apnea del sueño, según publican en la revista ´Device´.

La cápsula, del tamaño de una pastilla, utiliza un acelerómetro para medir la frecuencia respiratoria y cardiaca del paciente. Además de diagnosticar la apnea del sueño, el dispositivo podría ser útil para detectar sobredosis de opiáceos en personas de alto riesgo, afirman los investigadores.

"Se trata de una intervención muy interesante para ayudar a diagnosticar y tratar adecuadamente la apnea obstructiva del sueño", afirma Giovanni Traverso, profesor asociado de Ingeniería Mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Hospital Brigham and Women´s.

"El dispositivo también tiene potencial para detectar la apnea obstructiva del sueño en pacientes con sobredosis de opiáceos --añade--. El dispositivo también tiene potencial para la detección precoz de cambios en el estado respiratorio, ya sea como consecuencia de los opiáceos o de otras afecciones que podrían controlarse, como el asma o la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)".

En un estudio con 10 voluntarios humanos, los investigadores demostraron que la cápsula puede utilizarse para controlar las constantes vitales y detectar episodios de apnea del sueño, que se producen cuando el paciente deja de respirar y empieza a hacerlo repetidamente durante el sueño. Los pacientes no mostraron ningún efecto adverso de la cápsula, que pasó inofensivamente por el tracto digestivo.

En la última década, Traverso y Robert Langer, catedrático del Instituto del MIT y miembro del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer del MIT, han desarrollado una serie de sensores ingeribles que podrían utilizarse para controlar las constantes vitales y diagnosticar trastornos del tracto gastrointestinal, como la lentitud gastrointestinal y las enfermedades inflamatorias intestinales.

Este nuevo estudio se ha centrado en la medición de las constantes vitales mediante una cápsula desarrollada por Celero Systems que incluye un acelerómetro que detecta los ligeros movimientos generados por los latidos del corazón y la expansión de los pulmones. La cápsula también contiene dos pequeñas pilas y una antena inalámbrica que transmite los datos a un dispositivo externo, como un ordenador portátil.

En las pruebas realizadas en un modelo animal, los investigadores comprobaron que esta cápsula podía medir con precisión la frecuencia respiratoria y cardíaca. En un experimento, demostraron que el sensor podía detectar la depresión de la frecuencia respiratoria provocada por una gran dosis de fentanilo, un fármaco opiáceo.

A partir de estos resultados, los investigadores decidieron probar la cápsula en un ensayo clínico en el Instituto de Neurociencia Rockefeller de la Universidad de Virginia Occidental. Diez pacientes que se inscribieron en el estudio fueron monitorizados con la cápsula ingerible, y estos pacientes también fueron conectados a los sensores que suelen utilizarse para monitorizar el sueño, de modo que los investigadores pudieron comparar las mediciones de ambos tipos de sensores.

Los investigadores comprobaron que el sensor ingerible era capaz de medir con precisión tanto la frecuencia respiratoria como la cardiaca, y también detectó un episodio de apnea del sueño que sufrió uno de los pacientes.

"Lo que pudimos demostrar es que, con la cápsula, podíamos captar datos que coincidían con los que captarían los sensores transdérmicos tradicionales --afirma Traverso--. También observamos que la cápsula podía detectar la apnea, y eso se confirmó con los sistemas de monitorización estándar que están disponibles en el laboratorio del sueño".

En este estudio, los investigadores monitorizaron las señales emitidas por la cápsula mientras estaba en el estómago, pero en un estudio anterior demostraron que las constantes vitales también pueden medirse desde otras partes del tracto gastrointestinal.

"El estómago suele ofrecer algunas de las mejores señales, sobre todo porque está cerca del corazón y los pulmones, pero sabemos que también podemos percibirlas en otros lugares", afirma Traverso.

Ninguno de los pacientes manifestó molestias o daños derivados de la cápsula. Las imágenes radiográficas realizadas 14 días después de la ingestión de las cápsulas revelaron que todas ellas habían atravesado el organismo de los pacientes. Los trabajos previos del equipo de investigación han demostrado que objetos de tamaño similar suelen atravesar el tubo digestivo en poco más de un día.

Los investigadores prevén que este tipo de sensor podría utilizarse para diagnosticar la apnea del sueño de una forma menos intrusiva que los sensores cutáneos que se utilizan ahora. También podría utilizarse para controlar a los pacientes cuando inician un tratamiento contra la apnea, para asegurarse de que los tratamientos son eficaces.

Celero Systems, empresa fundada por Traverso, Langer, Jeremy Ruskin, catedrático de Medicina de la Facultad de Medicina de Harvard, y Benjamin Pless, actual director general de la empresa, trabaja ahora en sensores que podrían utilizarse para detectar la apnea del sueño o la sobredosis de opiáceos.

"Sabemos que las personas que han sufrido una sobredosis corren un mayor riesgo de reincidencia, por lo que esas personas podrían ser vigiladas más de cerca para que, en caso de otra sobredosis, alguien pudiera ayudarlas", apunta Traverso.

En futuros trabajos, los investigadores esperan incorporar al dispositivo un agente de reversión de sobredosis, como el nalmefeno, de modo que la liberación del fármaco se active cuando la frecuencia respiratoria de la persona disminuya o se detenga. También están estudiando estrategias para prolongar el tiempo que las cápsulas pueden permanecer en el estómago.