Científicos de Brasil desarrollaron un dispositivo basado en grafeno capaz de medir concentraciones mínimas de dopamina a partir del fluido lagrimal, aunque todavía deberá validarse con muestras reales de pacientes.
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de la Universidad Federal de Pelotas, en Brasil, desarrolló un sensor experimental capaz de detectar dopamina a partir de una cantidad mínima de fluido lagrimal. El avance podría abrir una nueva vía para identificar alteraciones químicas relacionadas con la enfermedad de Parkinson mediante un procedimiento no invasivo, económico y potencialmente adaptable a dispositivos portátiles.
La investigación, en la que participó el científico Lucas Minghini Gonçalves, fue publicada en la revista ACS Omega. El dispositivo utiliza grafeno producido mediante láser y modificado con níquel y urea para crear una superficie altamente reactiva y selectiva frente a la dopamina.
El hallazgo resulta relevante porque la pérdida progresiva de neuronas productoras de dopamina es una característica central de esta enfermedad neurodegenerativa. Esa reducción afecta los circuitos que controlan el movimiento y está relacionada con síntomas como temblores, rigidez, lentitud y dificultades para caminar.
Una lágrima como fuente de información neurológica
Las lágrimas contienen proteínas, sales, azúcares y otras moléculas que pueden ofrecer información sobre diferentes procesos del organismo. El nuevo sensor busca aprovechar ese fluido para medir la dopamina sin recurrir a extracciones de sangre, implantes cerebrales u otras intervenciones más complejas.
La tecnología se fabrica aplicando un láser sobre una película plástica. Este procedimiento transforma la superficie en una estructura tridimensional de carbono poroso, con una amplia área disponible para que se produzcan las reacciones químicas necesarias.
Posteriormente, el material es tratado con níquel y urea. Esa combinación mejora la sensibilidad del dispositivo y le permite diferenciar la dopamina de otras sustancias presentes habitualmente en las lágrimas.
El desarrollo se suma a la búsqueda de nuevos biomarcadores de la enfermedad de Parkinson que permitan reconocer cambios biológicos antes de que los síntomas motores sean evidentes.
Capacidad para detectar concentraciones extremadamente bajas
Durante las pruebas de laboratorio, el sensor alcanzó un límite de detección de 17,86 nanomoles de dopamina por litro. Esta sensibilidad se encuentra dentro de un rango compatible con las concentraciones que podrían resultar relevantes para estudiar alteraciones asociadas con el Parkinson.
Los ensayos realizados con lágrimas sintéticas mostraron tasas de recuperación de entre el 99,7 % y el 100,1 %. Este indicador expresa la capacidad del dispositivo para determinar con precisión la cantidad de dopamina añadida a las muestras experimentales.
El sensor mantuvo su funcionamiento incluso ante la presencia de proteínas, azúcares y sales habituales en el fluido lagrimal. Esa selectividad es fundamental para evitar que otros compuestos generen señales que puedan confundirse con la molécula que se desea medir.
Los investigadores evitaron utilizar enzimas biológicas en el diseño. Esta decisión puede favorecer una mayor estabilidad, simplificar la fabricación y reducir el costo de producción frente a otros sistemas electroquímicos.
Por qué la dopamina es relevante en el Parkinson
La enfermedad de Parkinson se desarrolla cuando determinadas neuronas de una región cerebral conocida como sustancia negra se deterioran progresivamente. Estas células producen dopamina, un neurotransmisor esencial para coordinar el movimiento y otras funciones del sistema nervioso.
La disminución de dopamina altera la comunicación entre diferentes áreas cerebrales. Los tratamientos actuales pueden compensar parcialmente esta pérdida y aliviar algunos síntomas, pero no restauran por completo las neuronas dañadas ni detienen necesariamente la progresión de la enfermedad.
La investigación médica explora alternativas para reemplazar o recuperar esas células. Entre ellas se encuentra la posibilidad de generar nuevas neuronas productoras de dopamina mediante terapias celulares experimentales.
También se estudian otros factores capaces de influir sobre la vulnerabilidad neuronal. Una investigación del Instituto Salk analizó el posible vínculo entre la acumulación prolongada de hierro en el cerebro y una menor resistencia de las neuronas frente a enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson.
El diagnóstico suele llegar después de la aparición de síntomas
En la actualidad, el diagnóstico del Parkinson depende principalmente de la historia clínica, la exploración neurológica y la identificación de manifestaciones como temblor en reposo, rigidez muscular, lentitud de movimientos y alteraciones del equilibrio.
El problema es que esas señales suelen hacerse visibles cuando el proceso neurodegenerativo ya ha avanzado. La posibilidad de medir biomarcadores en una etapa anterior permitiría estudiar con mayor precisión la evolución de la enfermedad y, en el futuro, facilitar intervenciones más tempranas.
El Parkinson también puede producir manifestaciones no motoras antes de que aparezca el temblor. Alteraciones del olfato, estreñimiento, trastornos del sueño, cambios en el estado de ánimo y fatiga figuran entre las señales tempranas que pueden pasar inadvertidas.
Un sensor basado en lágrimas podría complementar estas observaciones clínicas, pero no sustituiría por sí solo la evaluación de un neurólogo. La concentración de una molécula aislada debe interpretarse junto con los síntomas, los antecedentes y otras pruebas médicas.
Resultados prometedores, pero todavía experimentales
El dispositivo aún no ha sido probado con lágrimas obtenidas de personas con Parkinson. Todos los resultados comunicados hasta ahora proceden de ensayos realizados con muestras sintéticas preparadas en el laboratorio.
Esta limitación impide afirmar que el sensor ya pueda diagnosticar la enfermedad. Las lágrimas humanas presentan una composición biológica variable y pueden contener elementos capaces de modificar la respuesta del dispositivo.
El próximo paso será evaluar su desempeño en muestras reales y determinar si las diferencias en los niveles de dopamina permiten distinguir de manera fiable a personas con Parkinson, pacientes con otras enfermedades neurológicas y personas sin la condición.
Los investigadores también analizaron la estabilidad del sistema. El sensor presentó una variación de apenas 1,29 % después de cinco usos consecutivos y una diferencia de 3,17 % entre unidades fabricadas de manera independiente.
Su rendimiento se mantuvo en niveles óptimos durante la primera semana, pero disminuyó gradualmente después de 30 días. Este comportamiento indica que todavía será necesario mejorar su conservación y durabilidad antes de considerar aplicaciones clínicas prolongadas.
Posibles aplicaciones en diagnóstico y seguimiento
En caso de superar las etapas de validación clínica, la tecnología podría utilizarse para detectar cambios químicos tempranos, observar la evolución del Parkinson y evaluar la respuesta de los pacientes a determinados tratamientos.
Su bajo costo potencial y la ausencia de componentes enzimáticos también podrían facilitar el desarrollo de dispositivos compactos para centros de salud con recursos limitados. No obstante, su incorporación a la práctica médica dependerá de nuevos estudios, comparaciones con métodos establecidos y evaluaciones regulatorias.
El avance fue financiado por la Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) y otras entidades brasileñas de investigación. Los autores no informaron conflictos de interés.
Las próximas investigaciones deberán establecer si una sola lágrima puede ofrecer una medición suficientemente estable y reproducible en condiciones clínicas reales. Esa validación determinará si el dispositivo permanece como una herramienta experimental de laboratorio o puede evolucionar hacia un método de monitoreo neurológico accesible y no invasivo.
Fuente(s) referenciales
Infobae – Un sensor en lágrimas podría revolucionar la detección temprana del Parkinson
