Los coágulos de sangre se generan de forma natural como un mecanismo para detener el sangrado cuando se produce una lesión. Pero los coágulos de sangre en pacientes con problemas médicos, como válvulas cardíacas mecánicas u otras afecciones cardíacas, pueden provocar un derrame cerebral o un ataque cardíaco, en otras complicaciones. Es por eso que millones de estadounidenses toman medicamentos anticoagulantes, como la warfarina, que dificultan la coagulación de la sangre.
Sin embargo, la warfarina no es perfecta y requiere que los pacientes se hagan pruebas con frecuencia para asegurarse de que su sangre se encuentre dentro del rango correcto. Y es que la sangre que se coagula con demasiada facilidad podría provocar un derrame cerebral o un ataque cardíaco, mientras que la sangre que no se coagula puede provocar al sangrado prolongado después de una lesión. Para hacerse la prueba, los pacientes deben acudir a un laboratorio clínico o utilizar un costoso sistema de prueba en el hogar.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Washington ha desarrollado una nueva prueba de coagulación de la sangre que utiliza solo una gota de sangre, un mecanismo de vibración y una cámara de smartphone. El sistema incluye un accesorio de plástico que sostiene un pequeño recipiente debajo de la cámara del teléfono.
El método de uso es muy sencillo. La persona agrega una gota de sangre al recipiente que contiene una pequeña partícula de cobre y una sustancia química que inicia el proceso de coagulación de la sangre. Luego, el mecanismo de vibración del teléfono agita el recipiente mientras la cámara monitoriza el movimiento de la partícula, que se ralentiza y luego deja de moverse a medida que se forma el coágulo. Los investigadores han demostrado que este método se encuentra dentro del rango de precisión de los instrumentos estándar del campo. El equipo publicó estos hallazgos en Nature Communications.
"En el pasado, los médicos solían mover manualmente los tubos de sangre de un lado a otro para controlar cuánto tiempo tardaba en formarse un coágulo. Sin embargo, esto requiere mucha sangre, lo que hace que su uso en el hogar sea inviable", explica Shyam Gollakota, profesor de la Universidad de Washington en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Paul G. Allen.
“El salto creativo que damos aquí es que estamos demostrando que al usar el motor de vibración en un teléfono inteligente, nuestros algoritmos pueden hacer lo mismo, pero con una sola gota de sangre. Y obtenemos una precisión similar a las mejores técnicas disponibles comercialmente", añade.
“El salto creativo que damos aquí es que estamos demostrando que al usar el motor de vibración en un teléfono inteligente, nuestros algoritmos pueden hacer lo mismo, pero con una sola gota de sangre. Y obtenemos una precisión similar a las mejores técnicas disponibles comercialmente"
Los médicos pueden clasificar la capacidad de coagulación de la sangre utilizando dos parámetros:
- El tiempo que tarda en formarse el coágulo, lo que se conoce como "tiempo de protrombina" o PT.
- Una relación calculada a partir del PT que permite a los médicos comparar más fácilmente los resultados entre diferentes pruebas o laboratorios, denominada "relación internacional normalizada" o INR.
MEJORA EN LA CALIDAD DE VIDA DEL PACIENTE
Los pacientes que pueden monitorear sus niveles de PT/INR desde casa solo necesitan ir a ver a un médico si la prueba sugiere que están fuera de ese rango deseable, señala la doctora Kelly Michaelsen, profesora asistente de Anestesiología y Medicina del Dolor en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.
Los investigadores querían un dispositivo económico que pudiera funcionar de manera similar a cómo funcionan los monitores de azúcar en la sangre en el hogar para las personas con diabetes: una persona puede pincharse el dedo y analizar una gota de sangre.
"Comenzamos haciendo vibrar una sola gota de sangre y tratando de monitorear las ondas en la superficie", recuerda el autor principal Justin Chan, estudiante de doctorado de la UW en la Escuela Allen. "Pero eso fue realmente un desafío con una cantidad tan pequeña de sangre".
"Casi todos los teléfonos inteligentes de la última década tienen un motor de vibración y una cámara. Esto significa que casi todos los que tienen un teléfono pueden usar esta app. Todo lo que necesita es un accesorio de plástico simple, sin dispositivos electrónicos adicionales de ningún tipo"
El equipo agregó una pequeña partícula de cobre porque su movimiento era mucho más confiable de rastrear. "A medida que la sangre se coagula, forma una red que se contrae. Y en ese proceso, la partícula pasa de rebotar alegremente a dejar de moverse", añade Michaelsen.
Para calcular el PT y el INR, el teléfono recopila dos marcas de tiempo: la primera cuando el usuario inserta la sangre y la segunda cuando la partícula deja de moverse.
"Por primera vez, estamos buscando cuando el usuario inserta un tubo capilar que contiene la muestra en el marco", expone Chan. “Para el final de la medición, miramos directamente al interior de la copa para que el único movimiento dentro de esos marcos sea la partícula de cobre. La partícula deja de moverse abruptamente porque la sangre se coagula muy rápido, y se puede observar esa diferencia entre marcos. A partir de ahí, podemos calcular el PT, y esto se puede asignar a INR".
Los investigadores probaron este método en tres tipos diferentes de muestras de sangre. Como prueba de concepto, el equipo comenzó con plasma, un componente de la sangre que es transparente y, por lo tanto, más fácil de analizar. Los investigadores analizaron el plasma de 140 pacientes anónimos en el Centro Médico de la Universidad de Washington. El equipo también examinó el plasma de 79 pacientes con problemas conocidos de coagulación sanguínea. Para ambas condiciones, la prueba tuvo resultados similares a las pruebas disponibles comercialmente.
Para imitar lo que experimentaría un paciente en casa, el equipo analizó sangre entera de 80 pacientes anónimos en los centros médicos de Harborview y de la Universidad de Washington. Esta prueba también arrojó resultados que estaban en el rango de precisión de las pruebas comerciales.
Este dispositivo aún se encuentra en una etapa de prueba de concepto. Los investigadores han hecho público el código y están explorando oportunidades de comercialización, así como pruebas adicionales. Por ejemplo, actualmente todas estas pruebas se han hecho en el laboratorio. El siguiente paso es trabajar con pacientes para probar este sistema en casa. Los investigadores también quieren ver cómo le va al sistema en áreas y países con más recursos limitados.
"Casi todos los teléfonos inteligentes de la última década tienen un motor de vibración y una cámara. Esto significa que casi todos los que tienen un teléfono pueden usar esta app. Todo lo que necesita es un accesorio de plástico simple, sin dispositivos electrónicos adicionales de ningún tipo", señala Gollakota. "Este es el mejor, es básicamente el santo grial de las pruebas de PT/INR. Hace que sea frugal y accesible para millones de personas, incluso cuando los recursos son muy limitados".