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(noticias nanowerk) La hormona sexual comúnmente conocida como estrógeno juega un papel importante en varios aspectos de la salud y la fertilidad de la mujer. Los niveles altos de estrógeno en el cuerpo están asociados con el cáncer de mama y de ovario, mientras que los niveles bajos de estradiol pueden provocar osteoporosis, enfermedades cardíacas e incluso depresión. (El estrógeno es una clase de hormonas que incluye al estradiol como su forma más potente). El estradiol también es necesario para el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios en las mujeres y regula el ciclo reproductivo.
Debido a sus diversas funciones, los médicos suelen controlar específicamente la hormona estradiol como parte de la atención médica de la mujer. Sin embargo, para ello el paciente suele tener que acudir a una clínica para que le extraigan sangre y la analicen en el laboratorio. Los kits de pruebas caseras también requieren que las muestras de sangre u orina se envíen a un laboratorio por correo.
Pero ahora los investigadores de Caltech han desarrollado un sensor portátil que monitorea el estradiol detectando su presencia en el sudor. Los investigadores dicen que algún día el sensor podría facilitar que las mujeres controlen sus niveles de estradiol en casa y en tiempo real.
El artículo que describe la investigación aparece en Nanotecnología de la naturaleza (“Un nanobiosensor de aptámero portátil para la monitorización no invasiva de las hormonas femeninas”).
![Una mano con un guante de goma azul sostiene una película de plástico semitransparente con un sensor entre el dedo índice y el pulgar.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63739_1.jpg)
La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Wei Gao, profesor asistente de ingeniería médica, investigador del Heritage Medical Research Institute y becario Ronald y JoAnne Willens. En los últimos años, Gao ha desarrollado sensores de sudor que detectan el cortisol, una hormona relacionada con el estrés; la presencia del virus COVID-19; un biomarcador que indica inflamación en el cuerpo; y toda una gama de otros nutrientes y compuestos biológicos.
Gao dice que el desarrollo del sensor de estradiol fue impulsado en parte por solicitudes de personas que no estaban satisfechas con las opciones para monitorear sus niveles de estrógeno y habían visto su trabajo anterior.
«La gente me pregunta a menudo si podría fabricar el mismo sensor de sudor para las hormonas femeninas, porque sabemos en qué medida afectan estas hormonas a la salud de las mujeres», dice Gao.
Un grupo de mujeres que se beneficiaría del control del estradiol son aquellas que intentan concebir de forma natural o mediante fertilización in vitro. El éxito de ambos métodos depende del momento correcto de la ovulación, pero no todas las mujeres tienen un ciclo reproductivo que sigue un calendario regular. Algunas mujeres han podido realizar un seguimiento de su ovulación controlando su temperatura corporal, pero Gao dice que este método tiene una utilidad limitada porque no es muy preciso y la temperatura corporal sólo aumenta una vez que ha comenzado la ovulación.
«Pero los niveles de estrógeno aumentan antes de la ovulación», dice. «Con este sensor de sudor podemos concienciar a la gente de ello desde el principio».
Otras personas que podrían beneficiarse de un sensor de estrógeno portátil son las que se someten a terapia de reemplazo hormonal (TRH) porque sus cuerpos no producen suficiente estradiol. En estos pacientes, se deben controlar cuidadosamente los niveles de estradiol para garantizar que estén tomando la dosis correcta.
El sensor desarrollado por el equipo de Gao es similar en muchos aspectos a los diversos sensores que el grupo ha desarrollado en el pasado. Está construido sobre una membrana plástica flexible; presenta pequeños canales grabados (microfluidos) para dirigir pequeñas cantidades de sudor al sensor; y nanopartículas de oro impresas con inyección de tinta y películas de carburo de titanio (conocidas como MXenes), que le dan al sensor una gran superficie y conductividad eléctrica para aumentar su sensibilidad.
El mayor desafío que esta vez llevó a cambios en el diseño del sensor es que el estradiol, ya presente en cantidades relativamente pequeñas en la sangre, está aproximadamente 50 veces menos concentrado en el sudor.
«Debido a que es una concentración tan baja, es muy difícil detectar automáticamente el estradiol en el sudor», dice Gao.
Para el nuevo sensor, el equipo de investigación utilizó ADN monocatenario corto, los llamados aptámeros. Los aptámeros actúan como anticuerpos artificiales y están destinados a unirse específicamente a una molécula objetivo. Los aptámeros están unidos a una superficie modificada con nanopartículas de oro y se unen a moléculas de ADN monocatenario marcadas con una molécula que puede donar o aceptar electrones directamente bajo ciertas condiciones. Cuando un aptámero se une a una molécula de estradiol, libera la molécula redox. Esta molécula es recapturada por un electrodo cercano hecho de nanopartículas de oro recubiertas de MXene y produce una señal eléctrica que se correlaciona con los niveles de estradiol. Luego, este hardware transmite de forma inalámbrica los datos recopilados a una aplicación que se ejecuta en un teléfono inteligente y proporciona al usuario una interfaz sencilla.
Otra innovación de este dispositivo fue el diseño de microfluidos que recogen el sudor y lo dirigen al sensor. Pequeñas válvulas automáticas integradas en los microfluidos permiten que solo una pequeña cantidad fija de sudor ingrese al sensor y luego evitan que entre más sudor. El diseño permite un análisis estable de estradiol sin que el sudor adicional interfiera con el proceso. Para tener en cuenta las diferencias en la composición del sudor, el dispositivo también recopila información sobre el pH del sudor, el contenido de sal en el sudor y la temperatura de la piel y la utiliza para la calibración en tiempo real.
![Una película transparente con un sensor se envuelve alrededor del dedo índice de una mano.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63739_2.jpg)
Las pruebas de laboratorio han demostrado que el sensor puede rastrear de manera confiable y precisa los cambios en los niveles de estradiol en el sudor a lo largo del ciclo reproductivo, desde el nivel más bajo durante la menstruación hasta el nivel más alto (10 veces mayor) durante la ovulación.
Gao dice que planea continuar trabajando en esta tecnología para hacer posible monitorear otras hormonas femeninas como la hormona luteinizante o la progesterona, ambas involucradas en la ovulación. También espera miniaturizar todos estos sensores para que quepan en un pequeño dispositivo portátil, como un anillo discreto que se pueda usar en el dedo.
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