Almacenamiento de información médica debajo de la superficie de la piel.

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Nota del editor: este artículo se actualizó para aclarar que esta investigación se desarrolló para ayudar a evitar muertes evitables en partes del mundo donde no se encuentran disponibles sistemas impresos o digitales para almacenar los registros de vacunación de los pacientes. Muchas vacunas requieren múltiples dosis espaciadas en ciertos intervalos; sin registros precisos, es posible que las personas no reciban todas las dosis necesarias. El método aún se encuentra en una etapa experimental y no se utiliza para ninguna vacuna actual, incluidas las vacunas Covid-19.

Cada año, la falta de vacunación provoca alrededor de 1,5 millones de muertes evitables, principalmente en los países en desarrollo. Un factor que dificulta las campañas de vacunación en esos países 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 ahora una forma novedosa de registrar el historial de vacunación de un paciente: almacenar los datos en un patrón de tinte, invisible a simple vista, que se aplica 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 en absoluto, y las bases de datos electrónicas son inauditas, esta tecnología podría permitir la detección rápida y anónima del historial de vacunación del paciente para garantizar que todos los niños estén vacunados", dice Kevin McHugh, un ex postdoctorado del MIT que ahora es profesor asistente de bioingeniería en la Universidad Rice.

Los investigadores demostraron que su nuevo tinte, que consta de 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 hoy en Science Translational Medicine. Ana Jaklenec, científica investigadora del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, y Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch del MIT, son los autores principales del artículo.

Un registro invisible

Hace varios años, el equipo del MIT se propuso idear un método para registrar información de vacunación de una manera que no requiriera una base de datos centralizada u otra infraestructura. Muchas vacunas, como la vacuna contra el sarampión, las paperas y la rubéola (MMR), requieren múltiples dosis espaciadas en ciertos intervalos; sin registros precisos, es posible que los niños no reciban todas las dosis necesarias.

"Para estar protegido contra la mayoría de los patógenos, es necesario vacunarse varias veces", afirma Jaklenec. "En algunas zonas del mundo en desarrollo, hacer esto puede resultar muy difícil, ya que faltan datos sobre quiénes han sido vacunados y si necesitan inyecciones adicionales o no".

Para crear un registro médico descentralizado "del paciente", los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de puntos cuánticos a base de cobre, que emiten luz en el espectro del infrarrojo cercano. Los puntos tienen sólo unos 4 nanómetros de diámetro, pero están encapsulados en micropartículas biocompatibles que forman esferas de unas 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 que se administrara mediante un parche de microagujas en lugar de una jeringa y aguja tradicionales. Actualmente se están desarrollando parches de este tipo para administrar vacunas contra el sarampión, la rubéola y otras enfermedades, y los investigadores demostraron que su tinte podría incorporarse fácilmente a estos parches.

Las microagujas utilizadas en este estudio están hechas de una mezcla de azúcar soluble y un polímero llamado PVA, así como del tinte de puntos cuánticos y la vacuna. Cuando se aplica el parche sobre la piel, las microagujas, que miden 1,5 milímetros de largo, se disuelven parcialmente y liberan su carga útil en aproximadamente dos minutos.

Al cargar selectivamente micropartículas en microagujas, los parches crean un patrón en la piel que es invisible a simple vista pero que se puede escanear con un teléfono inteligente al que se le ha quitado el filtro de infrarrojos. El parche se puede personalizar para imprimir diferentes patrones que correspondan 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 la atención médica, particularmente en el mundo en desarrollo", dice Langer.

Inmunización efectiva

Las pruebas realizadas con piel de cadáver humano demostraron que los patrones de puntos cuánticos podían ser detectados por las cámaras de los teléfonos inteligentes después de hasta cinco años de exposición simulada al sol.

Los investigadores también probaron esta estrategia de vacunación en ratas, utilizando parches de microagujas que administraban 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 contra la polio inyectada.

"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 ampliar la cantidad de datos que se pueden codificar en un solo patrón, lo que les permitirá incluir información como la fecha de administración de la vacuna y el número de 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", afirma Mark Prausnitz, presidente de ingeniería química y biomolecular de Georgia Tech, que no participó en la investigación. "Este estudio presenta un enfoque novedoso en el que el paciente almacena y controla el historial médico dentro de la piel del paciente de una manera elegante y mínimamente invasiva".

La investigación fue financiada por la Fundación Bill y Melinda Gates y la subvención (básica) de apoyo del Instituto Koch del Instituto Nacional del Cáncer. Otros autores del artículo incluyen a Sean Severt, Mache Cruz, Morteza Sarmadi, Hapuarachchige Surangi Jayawardena, Collin Perkinson, Fridrik Larusson, Sviatlana Rose, Stephanie Tomasic, Tyler Graf, Stephany Tzeng, James Sugarman, Daniel Vlasic, Matthew Peters, Nels Peterson, Lowell Wood, Wen Tang, Jihyeon Yeom, Joe Collins, Philip Welkhoff, Ari Karchin, Megan Tse, Mingyuan Gao y Moungi Bawendi.

La reportera de BBC News, Lina Zeldovich, destaca cómo los investigadores del MIT han desarrollado una forma de almacenar el historial de vacunas de un paciente debajo de la piel de una persona utilizando parches de microagujas. Las microagujas “no dejan cicatrices y son menos invasivas que las agujas normales; es como ponerse una curita”, explica la científica investigadora Ana Jaklenec.

En un artículo para Scientific American, Karen Weintraub destaca cómo los investigadores del MIT han desarrollado una nueva tinta invisible que podría inyectarse debajo de la piel de un paciente, dejando un registro de su historial de vacunación. "Si no disponemos de buenos datos, es realmente difícil erradicar las enfermedades", explica la investigadora Ana Jaklenec.

Los investigadores del MIT han desarrollado un método para almacenar el historial de vacunación debajo de la piel de un paciente, informa Elizabeth Cooney para STAT. "Mi esperanza es que este trabajo científico algún día pueda tener un impacto significativo en términos de permitir que los pacientes del mundo en desarrollo reciban las vacunas correctas cuando sea necesario", explica el profesor Robert Langer.

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