Aliento, no sangre: un dispositivo mide la quema de grasa en el aire exhalado
Unos investigadores de la ETH de Zúrich han desarrollado un dispositivo de medición portátil que detecta el marcador metabólico acetona en el aliento con una precisión casi igual a la de un espectrómetro de masas.
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La acetona es un subproducto del metabolismo de las grasas que se exhala a través de los pulmones. Se genera cuando el cuerpo quema grasas en lugar de hidratos de carbono, como el azúcar. Investigadores de la ETH de Zúrich han desarrollado un dispositivo de prueba de aliento capaz de detectar la acetona en el aire exhalado con gran precisión. El dispositivo recuerda mucho a los alcoholímetros que utiliza la policía en los controles de tráfico y puede ser utilizado de forma fiable por personas sin conocimientos especializados, en combinación con una aplicación para smartphone. De este modo, las personas pueden controlar su metabolismo de las grasas sin necesidad de ayuda profesional ni análisis de sangre. Esto podría permitir, a la larga, supervisar más de cerca y adaptar a cada paciente las dietas, los tratamientos para trastornos metabólicos como la diabetes y las terapias cetogénicas utilizadas, por ejemplo, para la epilepsia.
«En lo que respecta a las dietas, no existe una regla general que sirva para todo el mundo. Lo ideal sería que las personas realizaran un autocontrol para ver cómo responde su propio metabolismo», explica Andreas Güntner, catedrático de Sensores Moleculares en el Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos de la ETH de Zúrich. «También se necesitan métodos que puedan llevarse a cabo de forma independiente y que ofrezcan resultados fiables, similares a las mediciones de glucosa en sangre para los diabéticos». El grupo de investigación de Güntner desarrolló el dispositivo de medición en colaboración con Alivion, una empresa derivada de la ETH, y probó su fiabilidad junto con el Hospital Universitario de Zúrich.
Mediciones precisas fuera del laboratorio
En un estudio de validación en el que participaron 12 adultos, los investigadores compararon 312 lecturas de aliento registradas con el nuevo dispositivo de medición con los resultados de análisis de sangre y las mediciones de un espectrómetro de masas de alta precisión —el estándar de referencia analítico—. Las mediciones se llevaron a cabo en diferentes escenarios metabólicos: con actividad física ligera e intensa y con diversas dietas. Esto reveló que los resultados del dispositivo portátil eran prácticamente idénticos a los del laboratorio. Además, el nuevo dispositivo de medición proporcionó resultados fiables durante un periodo de varios meses.
En esencia, el dispositivo portátil recientemente probado se basa en una tecnología de sensores que se lleva desarrollando en la ETH de Zúrich desde hace más de 10 años y que se presentó por primera vez en 2017. Ya en aquel momento, Güntner y sus coautores pudieron demostrar que los sensores de gas que habían desarrollado eran tan sensibles que podían detectar una sola molécula de acetona entre cien millones de moléculas.
Lecturas reproducibles gracias al filtro y a la aplicación
Según los investigadores, las lecturas de los alcoholímetros de acetona disponibles actualmente tienen una reproducibilidad limitada y solo pueden detectar cambios metabólicos pronunciados. No solo reaccionan a la acetona, sino también a otros componentes del aire exhalado, por ejemplo, si los participantes en la prueba han comido o bebido algo previamente.
Por ello, los investigadores desarrollaron un filtro que bloquea las moléculas que interfieren, así como una aplicación para smartphone que guía a los participantes en tiempo real mientras exhalan. «El dispositivo mide el volumen de aire exhalado y solo toma una muestra que proviene de lo más profundo de los pulmones tras un tiempo determinado», explica la autora principal, Simone Hersberger, y añade: «De lo contrario, cada lectura sería ligeramente diferente». Para que esto funcione, los dispositivos se calibran inicialmente y se ajustan al volumen pulmonar del paciente.
De la investigación básica al producto
El exitoso estudio de validación supone un hito importante para los investigadores. «Hemos podido demostrar que nuestro dispositivo puede detectar diferencias sutiles en el metabolismo de las grasas de forma precisa y fiable», afirma Hersberger, doctoranda de la ETH. Ahora se pretende realizar más estudios para comprobar si el nuevo dispositivo de medición puede utilizarse realmente para personalizar los tratamientos de los trastornos metabólicos. En colaboración con el Hospital Infantil Universitario de Zúrich, los investigadores están estudiando actualmente si el dispositivo portátil puede ayudar a los niños con epilepsia a controlar mejor su dieta cetogénica. Otros campos de aplicación son el seguimiento y la optimización de dietas médicas o de las denominadas terapias con GLP-1 mediante inyecciones para la pérdida de peso. También se están barajando aplicaciones en el deporte amateur.
La empresa derivada de la ETH, Alivion AG, ha lanzado el dispositivo bajo el nombre de «Nutrion». Actualmente se está utilizando en estudios de investigación internacionales y en centros médicos. Para ampliar aún más su alcance y abrir nuevos campos de aplicación, Alivion busca socios industriales e inversores estratégicos adicionales. «Este ejemplo muestra cómo los resultados de la investigación básica pueden ponerse en práctica y, en última instancia, ayudar a la sociedad», afirma el profesor de la ETH Andreas Güntner.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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