Cada año, la falta de vacunación conduce a aproximadamente 1.5 millones de muertes prevenibles, principalmente en países en desarrollo. Un factor que hace que las campañas de vacunación en esas naciones sean más difíciles es que hay poca infraestructura para almacenar registros médicos, por lo que a menudo no hay una manera fácil de determinar quién necesita una vacuna en particular. Los investigadores del MIT han desarrollado una nueva forma de registrar el historial de vacunación de un paciente: almacenar los datos en un patrón de tinte, invisible a simple vista, que se administra debajo de la piel al mismo tiempo que la vacuna. "En áreas donde las tarjetas de vacunación en papel a menudo se pierden o no existen, y las bases de datos electrónicas son desconocidas, esta tecnología podría permitir la detección rápida y anónima del historial de vacunación del paciente para garantizar que todos los niños sean vacunados", dice Kevin McHugh, un ex postdoc del MIT que ahora es profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Rice. Los investigadores demostraron que su nuevo tinte, que consiste en nanocristales llamados puntos cuánticos, puede permanecer durante al menos cinco años debajo de la piel, donde emite luz infrarroja cercana que puede ser detectada por un teléfono inteligente especialmente equipado. McHugh y el ex científico visitante Lihong Jing son los autores principales del estudio, que aparece en Science Translational Medicine . Ana Jaklenec, científica investigadora del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT, y Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch en el MIT, son los autores principales del artículo.
Un registro invisible
Hace varios años, el equipo del MIT se propuso diseñar un método para registrar la información de vacunación de una manera que no requiera una base de datos centralizada u otra infraestructura. Muchas vacunas, como la vacuna contra el sarampión, las paperas y la rubéola (MMR), requieren dosis múltiples espaciadas a ciertos intervalos; sin registros precisos, los niños pueden no recibir todas las dosis necesarias. "Para estar protegido contra la mayoría de los patógenos, uno necesita múltiples vacunas", dice Jaklenec. "En algunas áreas del mundo en desarrollo, puede ser muy difícil hacer esto, ya que faltan datos sobre quién ha sido vacunado y si necesitan vacunas adicionales o no". Para crear un registro médico descentralizado "en el paciente", los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de puntos cuánticos a base de cobre, que emiten luz en el espectro infrarrojo cercano. Los puntos tienen solo unos 4 nanómetros de diámetro, pero están encapsulados en micropartículas biocompatibles que forman esferas de aproximadamente 20 micras de diámetro. Esta encapsulación permite que el tinte permanezca en su lugar, debajo de la piel, después de ser inyectado. Los investigadores diseñaron su tinte para ser administrado por un parche de microagujas en lugar de una jeringa y aguja tradicionales. Estos parches ahora se están desarrollando para administrar vacunas contra el sarampión, la rubéola y otras enfermedades, y los investigadores demostraron que su tinte podría incorporarse fácilmente en estos parches. Las microagujas utilizadas en este estudio están hechas de una mezcla de azúcar soluble y un polímero llamado PVA, así como el tinte de puntos cuánticos y la vacuna. Cuando el parche se aplica a la piel, las microagujas, que tienen 1,5 milímetros de largo, se disuelven parcialmente, liberando su carga útil en aproximadamente dos minutos. Al cargar selectivamente micropartículas en microagujas, los parches entregan un patrón en la piel que es invisible a simple vista, pero que se puede escanear con un teléfono inteligente que tiene el filtro infrarrojo eliminado. El parche se puede personalizar para imprimir diferentes patrones que corresponden al tipo de vacuna administrada. "Es posible que algún día este enfoque 'invisible' pueda crear nuevas posibilidades para el almacenamiento de datos, la biodetección y las aplicaciones de vacunas que podrían mejorar la forma en que se brinda atención médica, particularmente en el mundo en desarrollo", dice Langer.
Inmunización efectiva
Las pruebas realizadas con piel de cadáver humano mostraron que las cámaras de los teléfonos inteligentes podían detectar los patrones de puntos cuánticos después de hasta cinco años de exposición al sol simulada. Los investigadores también probaron esta estrategia de vacunación en ratas, utilizando parches de microagujas que administraban los puntos cuánticos junto con una vacuna contra la polio. Descubrieron que esas ratas generaban una respuesta inmune similar a la respuesta de las ratas que recibieron una vacuna tradicional inyectada contra la poliomielitis. "Este estudio confirmó que la incorporación de la vacuna con el tinte en los parches de microagujas no afectó la eficacia de la vacuna ni nuestra capacidad para detectar el tinte", dice Jaklenec. Los investigadores ahora planean encuestar a los trabajadores de la salud en los países en desarrollo de África para obtener información sobre la mejor manera de implementar este tipo de mantenimiento de registros de vacunación. También están trabajando para expandir la cantidad de datos que se pueden codificar en un solo patrón, lo que les permite incluir información como la fecha de administración de la vacuna y el número de lote del lote de la vacuna. Los investigadores creen que los puntos cuánticos son seguros de usar de esta manera porque están encapsulados en un polímero biocompatible, pero planean realizar más estudios de seguridad antes de probarlos en pacientes. "El almacenamiento, el acceso y el control de los registros médicos es un tema importante con muchos enfoques posibles", dice Mark Prausnitz, presidente de ingeniería química y biomolecular de Georgia Tech, que no participó en la investigación. "Este estudio presenta un enfoque novedoso donde el registro médico es almacenado y controlado por el paciente dentro de la piel del paciente de una manera mínimamente invasiva y elegante".
Escrito por Anne Trafton
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