Sensores para detectar cáncer de pulmón en el aliento

Investigadores de la Universidad de Zhejiang en China han creado sensores pequeños y sensibles que pueden detectar el cáncer de pulmón al analizar el aliento.

Un equipo dirigido por Pingwei Liu y Qingyue Wang perfeccionó sensores basados en óxido de indio para detectar isopreno al nivel que se encuentra naturalmente en el aliento. Los investigadores desarrollaron sensores en forma de nanoláminas basados en óxido de indio (III) (In2O3). En los experimentos, descubrieron que un tipo, llamado Pt@InNiOx (por el platino, indio y níquel que contiene), mostró el mejor rendimiento.

Estos sensores Pt@InNiOx detectaron niveles de isopreno tan bajos como 2 ppb, una sensibilidad que superó ampliamente los sensores anteriores. Respondieron al isopreno más que a otros compuestos volátiles comunes en el aliento y mostraron consistencia en nueve usos simulados. Los nanogrupos de platino anclados en las nanoláminas catalizaron la activación de la detección de isopreno, lo que permitió un rendimiento ultrasensible.

Finalmente, los investigadores incorporaron las nanoláminas de Pt@InNiOx en un dispositivo sensor portátil. Este dispositivo analizó el aliento de 13 personas, cinco de las cuales tenían cáncer de pulmón. El dispositivo detectó niveles de isopreno inferiores a 40 ppb en pacientes con cáncer y más de 60 ppb en personas sin la enfermedad.

“Esta tecnología de detección podría suponer un gran avance en la detección no invasiva del cáncer de pulmón y tiene el potencial de mejorar los resultados e incluso salvar vidas”, afirman los investigadores.

Los autores agradecen la financiación de diversas instituciones, incluidas la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Instituto Shanxi-Zheda de Materiales Avanzados e Ingeniería Química, entre otros.

El aliento exhalado contiene biomarcadores químicos que reflejan procesos fisiológicos internos, incluidas patologías como el cáncer de pulmón. La identificación de estos compuestos permite a los médicos proporcionar diagnósticos precoces, optimizando así las opciones terapéuticas y el pronóstico de los pacientes.

En un estudio publicado en ACS Sensors, los investigadores presentan sensores ultrasensibles a escala nanométrica que, en pruebas preliminares, lograron distinguir variaciones clave en la química del aliento de individuos con cáncer de pulmón.

Noviembre es el mes de concientización sobre el cáncer de pulmón. Durante la respiración, se exhalan varios compuestos volátiles como vapor de agua, dióxido de carbono y otros gases. Los científicos han identificado que la disminución en la concentración de isopreno en el aliento podría ser un indicador de cáncer de pulmón.

Para detectar variaciones tan sutiles, el sensor debe ser de alta sensibilidad, capaz de medir niveles de isopreno en el rango de partes por mil millones (ppb), además de diferenciar el isopreno de otros compuestos volátiles y operar adecuadamente en las condiciones de humedad propias del aliento.