¿Y si pudiéramos detectar una hipoglucemia antes de que aparezcan los síntomas?
En pleno auge de las nuevas insulinas inhaladas y de la búsqueda de métodos cada vez menos invasivos para la diabetes, una pregunta aparentemente sencilla está revolucionando la investigación… ¿Y si tu respiración pudiera revelar una hipoglucemia antes incluso de que aparezcan los primeros síntomas?
La clave: el isopreno
Durante años, científicos de todo el mundo se han preguntado cómo los perros podían detectar las hipoglucemias. La respuesta llegó gracias a los hallazgos de investigadores del Instituto de Ciencia Metabólica Welcome Trust-MRC y la Universidad de Cambridge: el isopreno. Este compuesto químico natural, presente en la respiración humana, aumenta significativamente cuando los niveles de glucosa en sangre descienden a niveles peligrosos. Es decir, la concentración de isopreno en el aliento de una persona con dt1 es mucho mayor cuando experimentamos una hipoglucemia con un descenso brusco y rápido de los niveles de glucosa.
Mientras que para los humanos el aumento del isopreno resulta completamente imperceptible, el sofisticado olfato canino lo detecta con facilidad. Esta enorme capacidad de detección de compuestos volátiles también les permite una asombrosa aptitud para detectar enfermedades humanas a través de su olfato. Además de alertar sobre crisis hipoglucémicas, son capaces de detectar otras enfermedades como epilepsia, párkinson, infecciones respiratorias y urinarias, y especialmente cáncer. Un ejemplo destacado es Blat, un perro que trabaja con el Hospital Clínic de Barcelona detectando cáncer de pulmón con una fiabilidad superior al 98%.
Sin embargo, esta modificación del isopreno no es proporcional en el caso de sufrir una hiperglucemia, lo que hace pensar que su aumento está más relacionado a la respuesta del organismo ante esa hipoglucemia. Por ejemplo, a la liberación hormonal de adrenalina o glucagón, que a los niveles de glucosa en sí. Por ello, aunque no puede utilizarse como un biomarcador único en diabetes tipo 1 sí empieza a verse como un mecanismo de detección precoz de hipoglucemias. Complementario a los sistemas de monitorización continua de glucosa.
Una nueva realidad: las narices electrónicas
Todos estos conocimientos, han servido de base para desarrollar sensores artificiales, auténticas narices electrónicas, capaces de detectar isopreno con la sensibilidad canina. Además, la investigación sostenida ha permitido identificar otros biomarcadores complementarios al isopreno que, combinados, amplían el rango de sensibilidad y especificidad como la acetona, 2-butanona y otros.
Sin embargo, aunque existen algunos prototipos avanzados no se dispone todavía de un “sensor de isopreno” para hipoglucemias listo para llevar en el bolsillo.
Los dispositivos experimentales actuales ya son capaces de detectar isopreno y otros compuestos orgánicos volátiles presentes en el aliento humano con una sensibilidad extraordinaria, comparables al rango de aliento humano, usando tecnologías como sensores de óxidos metálicos recubiertos con nanopartículas de oro, sensores de grafeno, o sensores ópticos y espectroscopía. Sin embargo, el verdadero reto no es medir una única molécula, sino interpretar correctamente la compleja mezcla de sustancias que exhalamos. Factores como el ejercicio físico, la alimentación, el tabaquismo, la edad o incluso la humedad ambiental modifican ese perfil, lo que ha llevado a los investigadores a abandonar la búsqueda de un biomarcador único para centrarse en el análisis conjunto de múltiples compuestos mediante inteligencia artificial.
Y precisamente, en diabetes tipo 1, ningún compuesto por sí solo, ni siquiera el isopreno, permite estimar con precisión los niveles de glucosa.
Un futuro por descubrir
Por ahora, las narices electrónicas siguen siendo una tecnología en desarrollo y todavía no forman parte de la práctica clínica. Sin embargo, reflejan con claridad hacia dónde se dirige la investigación en diabetes: desarrollar herramientas cada vez menos invasivas que permitan obtener información clínica sin necesidad de una gota de sangre.
Si algún día una simple respiración puede convertirse en un nuevo biomarcador de la diabetes, será gracias a décadas de investigación iniciadas con una pregunta tan sencilla como inesperada: ¿cómo son capaces los perros de detectar una hipoglucemia?
¿Cómo funciona el olfato de tu perro?
Los perros dedican el 40% de su corteza cerebral al procesamiento olfativo mientras que nosotros, los humanos, solo dedicamos cerca del 1%. Además, poseen más de 300 millones de receptores olfativos en el epitelio nasal, comparados con nuestros cerca de 6 millones. Complementando estos hechos, los perros ejecutan un flujo aéreo nasal también superior al nuestro (5-10 inhalaciones/segundo respecto a nuestras cerca de 2 por segundo).
También cuentan con el órgano vomeronasal, situado en el paladar, que les permite captar feromonas y compuestos orgánicos volátiles en el aire y procesar toda la información de forma ipsilateral. Es decir, la fosa nasal derecha detecta en el hemisferio derecho amenazas como la hipoglucemia; mientras que la izquierda procesa a través del hemisferio izquierdo olores familiares. De esta forma los perros pueden discernir claramente el origen y la urgencia de las distintas señales olfativas.
Todo ello les otorga una capacidad olfativa muy superior a la nuestra, permitiéndoles detectar hasta partes por trillón, frente a nuestra capacidad que se estima en partes por billón. Para entender esta magnitud podríamos decir que un perro podría detectar una cucharadita de azúcar diluida en dos piscinas olímpicas.
