Toma de muestras de líquido intersticial de la piel usando un parche de microagujas

El líquido intersticial tisular (LIS) rodea las células y es una fuente infrautilizada de biomarcadores que complementa las fuentes convencionales como la sangre y la orina. Sin embargo, el LIS ha recibido una atención limitada debido en gran parte a la falta de métodos de recolección simples. Utilizando una serie de agujas diminutas que son casi demasiado pequeñas para verlas, los científicos desarrollaron una técnica mínimamente invasiva para tomar muestras de LIS que podrían proporcionar una nueva fuente de información para la monitorización clínica de rutina y las pruebas de diagnóstico.

Los ingenieros biomédicos y sus colegas asociados con el Instituto de Tecnología de Georgia (Atlanta, GA, EUA), utilizaron un parche que contenía cinco microagujas sólidas de acero inoxidable de 254 µm de longitud. Al presionar el parche en un ángulo sobre la piel de 50 pacientes humanos, crearon microporos poco profundos que llegaban solo a la capa exterior de piel que contiene LIS. Luego, los científicos aplicaron una succión al área de la piel que contiene los poros y obtuvieron suficiente LIS para hacer tres tipos de análisis. A modo de comparación, también tomaron muestras de sangre y obtuvieron LIS mediante la técnica de ampollas más antigua.

Muchos biomarcadores utilizados en la práctica clínica actual eran comunes al LIS y al plasma. Debido a que el LIS no se coagula, estos biomarcadores se podrían monitorear continuamente en el LIS de manera similar a los monitores continuos de glucosa actuales, pero sin requerir un sensor subcutáneo permanente. Los biomarcadores diferentes de LIS incluyeron moléculas asociadas con fisiología sistémica y dermatológica, así como compuestos exógenos de exposiciones ambientales. El procedimiento de extracción general tomó un total de aproximadamente 20 minutos para cada individuo de prueba. El procedimiento fue bien tolerado por los voluntarios y los poros microscópicos cicatrizaron rápidamente en un día con mínima irritación.

El fluido extraído se analizó en la Universidad de Emory (Atlanta, GA, EUA), utilizando técnicas de cromatografía líquida y espectrometría de masas para identificar las especies químicas que contenía. En general, hubo alrededor de 10.000 compuestos únicos, la mayoría de los cuales también se encontraron en las muestras de sangre. Sin embargo, alrededor del 12% de las especies químicas no se encontraron en la sangre, y otras se encontraron en el LIS en niveles más altos que en la sangre.

El equipo también determinó la farmacocinética de la cafeína y la farmacodinámica de la glucosa, ambas moléculas pequeñas, a partir del LIS, lo que indica que es factible obtener esa información de biomarcadores dinámicos de la técnica. Esas mediciones sugirieron que el LIS podría proporcionar un medio para monitorear continuamente dichos compuestos, aprovechando el hecho de que el líquido no se coagula.

Mark R. Prausnitz, PhD, profesor de Ingeniería Química y Biomolecular y autor principal del estudio, dijo: “El líquido intersticial se origina en la sangre y luego se escapa de los capilares para llevar nutrientes a las células de los tejidos del cuerpo. Debido a que el líquido intersticial está en comunicación directa con las células, debe tener información sobre los tejidos en sí, más allá de lo que se puede medir al analizar la sangre. Esta técnica basada en microagujas podría proporcionar una forma mínimamente invasiva y sencilla de acceder a este líquido intersticial para que esté disponible para aplicaciones de diagnóstico médico”. El estudio fue publicado el 25 de noviembre de 2020 en la revista Science Translational Medicine.

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Instituto de Tecnología de Georgia
Universidad de Emory