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Un prototipo fotónico para ayudar a pacientes con COVID-19

Algunos parámetros sanguíneos se pueden medir de forma no invasiva con luz infrarroja. Aplicando esa propiedad, investigadores del instituto ICFO han desarrollado un biomarcador de la salud endotelial y microvascular destinado a personas ingresadas en la UCI por el coronavirus. El dispositivo se ha comenzado a probar en el antebrazo de pacientes del Hospital Parc Taulí y otros centros sanitarios de España y América.

Uso del dispositivo fotónico en un paciente con COVID-19 en el Hospital Parc Taulí de Sabadell. / ICFO

Al inicio del confinamiento en España, un equipo de investigadores del Institutito de Ciencias Fotónicas (ICFO) se sumó desde Barcelona a los esfuerzos internacionales que se realizaban en todo el mundo para luchar contra la pandemia de COVID-19. 

Bajo la dirección del profesor ICREA Turgut Durduran, estos expertos en el campo de la óptica difusa se reunieron a distancia para formular posibles ideas basadas en tecnologías fotónicas que pudieran contribuir al tratamiento de los pacientes con coronavirus.

Las tecnologías biofotónicas utilizan luz en el infrarrojo cercano para medir la saturación de oxígeno, el volumen y el flujo sanguíneo

Rápidamente trabajaron para adaptar un dispositivo comercial de espectroscopia con luz en el infrarrojo cercano (en inglés, near infrared spectrosopy o NIRS) y dotarlo de algoritmos especializados para proporcionar una evaluación de la situación microvascular del paciente, ya que la salud de los vasos sanguíneos más pequeños puede desempeñar un papel clave en la evolución de la enfermedad.

"Trabajar en este proyecto durante el confinamiento fue extremadamente rápido", destaca Durduran, cuyo equipo inició una colaboración con médicos intensivistas del Hospital Parc Taulí, en Sabadell, liderados por el doctor Jaume Mesquida.

Juntos desarrollaron un conjunto de hipótesis y protocolos destinados a poner a prueba la disfunción endotelial y microvascular en pacientes de COVID-19. Esta colaboración fue posible gracias a tecnologías biofotónicas que utilizan luz en el infrarrojo cercano para medir la saturación de oxígeno, el volumen y el flujo sanguíneo.

Consorcio HEMOCOVID-19

El primer dispositivo se envió al Hospital Parc Taulí en marzo y se probó en pacientes de COVID-19. Poco después, el interés en esta colaboración resultó en la constitución de un consorcio internacional llamado HEMOCOVID-19. 

Sus integrantes han utilizado la respuesta de la microvasculatura en los músculos periféricos del antebrazo a un bloqueo arterial prolongado (aplicado mediante un dispositivo similar al de un torniquete hinchable para medir la presión arterial) para desarrollar un biomarcador de salud endotelial y microvascular.

Su usa la respuesta de la microvasculatura en los músculos del antebrazo a un bloqueo (aplicado mediante un dispositivo similar al de medir la presión arterial) para desarrollar un biomarcador de salud endotelial y microvascular del paciente

Se trata de un dispositivo portátil no invasivo, con batería incorporada y libre de cables, que puede realizar medidas a lo largo de toda la estancia del paciente en la unidad de cuidados intensivos. 

El objetivo es proporcionar herramientas para ayudar a los médicos en la selección de pacientes y guiar el desarrollo de terapias dirigidas a mejorar la función endotelial así como de terapias de rescate personalizadas, las cuales desempeñan un papel crítico en la gestión de los enfermos graves. 

Como destaca el doctor Mesquida, "esto será muy útil no sólo para la estratificación del riesgo en pacientes de COVID-19 [debido a las complicaciones relacionadas con el síndrome de estrés respiratorio agudo], sino también como herramienta para evaluar la eficacia de posibles nuevas terapias para la enfermedad". 

"A día de hoy –continúa–, no tenemos otros parámetros disponibles a pie de cama para supervisar la función endotelial y es probable que el uso de esta tecnología sea obligatorio para evaluar terapias dirigidas a la microcirculación, que parece ser muy importante en la COVID-19. Muy probablemente, estas medidas también serán útiles en otras poblaciones con alteraciones endoteliales subyacentes o enfermedades inflamatorias, como es el caso en pacientes con shock séptico". 

Próximos pasos 

Los resultados preliminares han alentado al consorcio. Los próximos pasos implicarán el desarrollo de tecnologías de nueva generación para mejorar la precisión y ampliar la relevancia clínica. El consorcio está creciendo y actualmente está formado por diez socios de cuatro países: España (donde ya se ha sumado el Hospital Clínic y el Hospital del Mar), Estados Unidos, Brasil y México. 

HEMOCOVID-19 está coordinado por el ICFO (donde participan también Marco Pagliazzi, Lorenzo Cortese, Umut Karadeniz, Ariadna Martinez y Martina Giovannella) y está abierto a la participación de nuevos miembros.