Las infecciones bacterianas son cada vez más difíciles de tratar a medida que se vuelven más resistentes a los antibióticos. De hecho, se prevé que para el año 2050 la resistencia a los antimicrobianos será una crisis más grave para la humanidad que el cáncer. Si los médicos tuvieran una forma de identificar las bacterias más rápidamente, podrían recetar un antibiótico específico en lugar de un medicamento de amplio espectro, lo que retrasaría la llegada de esta epidemia.
En la actualidad, el proceso de determinación de la sensibilidad a los antibióticos es perjudicial para los pacientes. Según la situación, el paciente debe recibir tratamiento antes de obtener los resultados reales de una prueba de infección y se le deben recetar antibióticos de amplio espectro que, a menudo, no matan las bacterias o los virus específicos. Si se puede acortar este proceso, los médicos podrán tratar al paciente con antibióticos específicos para su infección específica, acelerando así la recuperación y reduciendo el riesgo de resistencia gracias a los avances en biotecnología.
El Instituto Tecnológico de Israel (Technion) ha reconocido la importancia de acelerar la detección de la susceptibilidad a los antibióticos y está desarrollando un laboratorio en un chip que podrá proporcionar resultados en dos horas. Esto se logra mediante sensores ópticos que pueden identificar y monitorear las bacterias mucho más rápido que la tecnología actual que utiliza líquidos.
Heidi Leonard, candidata a doctorado bajo la supervisión de la profesora Ester Segal en el Instituto Tecnológico Technion de Israel ( Ester Segal Lab ), contactó a Potomac Photonics, una empresa de microfabricación ubicada en los Estados Unidos, para que la ayudara a construir estos dispositivos. El desafío era trasladar la investigación de su grupo del laboratorio a la construcción de un dispositivo microfluídico real como prototipo para el producto final. También querían que los dispositivos fueran más ergonómicos y económicos. Con un tamaño de tan solo 25 mm x 75 mm, los dispositivos Technion Lab-on-a-Chip requerían orificios y canales muy pequeños y la integración de sensores que están mecanizados, alineados y ensamblados con mucha precisión.
Las tecnologías de microfabricación de Potomac Photonics eran perfectas para construir este dispositivo de forma precisa, rápida y rentable. Utilizando láseres, máquinas micro-CNC y accesorios de alineación personalizados, los dispositivos que normalmente pueden tardar semanas o incluso meses en fabricarse se completaron en menos de una semana. La Sra. Leonard comentó al recibir los dispositivos: " Hay muchas tecnologías que suenan bien por escrito, pero cuando aprendes cómo se llevan a cabo realmente, en realidad es bastante engorroso. Estos dispositivos nos acercan un paso muy grande al uso de nuestra tecnología en el hospital".
Junto con el equipo de ingeniería de Potomac Photonics, estuve orgulloso de trabajar en este proyecto. La susceptibilidad y resistencia a los antibióticos ha afectado personalmente a mi familia, ya que mi madre ha sobrevivido al cáncer tres veces y a menudo se enferma debido a un sistema inmunológico comprometido. A menudo ha tenido que pasar semanas en el hospital recuperándose de diversas infecciones bacterianas. Si los médicos logran identificar las bacterias más rápidamente, su recuperación será más rápida y menos dolorosa.
En el futuro, Potomac planea seguir fomentando la innovación en esta área. Technion probará los chips que fabricamos para ellos y nos brindará retroalimentación para que eventualmente podamos construir estos dispositivos en gran volumen.
Jacob Adelstein es un estudiante de tercer año en Beth Tfiloh High School en Baltimore. Pasó tiempo trabajando en el laboratorio de Potomac Photonics en este proyecto y entrevistando al investigador del Technion sobre esta aplicación.
