Investigadoras de Vall d’Hebron ponen a punto un dispositivo para facilitar el diagnóstico de la malaria en zonas endémicas

La detección del parásito causante de la malaria sigue siendo un reto, especialmente en entornos con recursos limitados, ya que a menudo requiere equipamiento de laboratorio especializado y personal formado. Para superar esta limitación, el grupo Diagnostic Nanotools (DINA) del Vall d’Hebron Instituto de Investigación (VHIR) trabaja para facilitar el diagnóstico de la malaria mediante tecnologías sencillas y de bajo coste. Recientemente, el equipo ha desarrollado un nuevo dispositivo de papel, de menos de 2 cm de longitud, para procesar las muestras de sangre entera de forma muy rápida antes de su análisis. La tecnología ha sido creada en colaboración con el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y la Universidad Tufts de Estados Unidos, y los resultados se han publicado en la revista Lab on a Chip.

La mayoría de los casos de malaria están causados por la infección por el parásito Plasmodium falciparum, que, además de ser la especie más prevalente, también es la más grave. El parásito entra en el organismo a través de la picadura de un mosquito e infecta los glóbulos rojos, también conocidos como eritrocitos, donde se multiplica hasta provocar su ruptura y salir para infectar otros eritrocitos. Para lograr un buen diagnóstico y monitorizar el tratamiento de la malaria, es necesaria la detección del parásito o de alguno de sus componentes (o biomarcadores). Para ello, se obtienen muestras de sangre de los pacientes y se analiza la presencia del parásito. “Antes de analizar si una muestra de sangre contiene o no el parásito, es necesario un paso previo: la lisis o ruptura de los glóbulos rojos. De este modo, se liberan antígenos o material genético de Plasmodium que se encuentra en su interior y se facilita su detección”, explica Judit Prat, investigadora predoctoral del grupo Diagnostic Nanotools del VHIR.

Para llevar a cabo esta lisis, es habitual utilizar técnicas específicas de laboratorio. El trabajo del grupo DINA ha consistido en el diseño, la fabricación y la evaluación de dispositivos de papel para recoger y procesar las muestras antes de su análisis y que pueden utilizarse en cualquier entorno. Los dispositivos se desarrollaron en el grupo del Dr. Charles Mace, en la Universidad Tufts de Estados Unidos, durante una estancia de la investigadora Judit Prat en 2024. Esta fue financiada mediante una beca de movilidad, obtenida en el contexto de su contrato predoctoral de doctorado industrial, ambas financiadas por el Instituto de Salud Carlos III.

Un dispositivo de tres capas de papel para romper los glóbulos rojos

Este dispositivo de papel permite la lisis de los glóbulos rojos en pequeñas muestras de sangre en menos de diez minutos. Se trata de un sistema muy sencillo de aproximadamente 2 cm de largo y 1 cm de ancho, fabricado en papel mediante corte por láser.

Consta de tres capas, cada una de las cuales tiene una función determinada. En la primera capa se incorpora la muestra sanguínea y se encuentra un reactivo destinado a romper las células y el parásito. La segunda es un filtro que permite separar los productos de desecho para que no interfieran en la medición final. Finalmente, la tercera capa consiste en un papel absorbente al que llega la muestra lisada, con los componentes celulares ya liberados.

En el marco del trabajo, el equipo de investigación ha probado el dispositivo en cultivos celulares infectados por Plasmodium, producidos por investigadores del IBEC, así como en muestras de pacientes reales, y ha comparado los resultados con las técnicas que se utilizan habitualmente en el laboratorio. “Hemos comprobado que la lisis realizada con este sistema permite detectar biomarcadores del parásito de la malaria con resultados comparables a los de los sistemas estándar, pero con una tecnología mucho más sencilla y de bajo coste”, destaca la Dra. Eva Baldrich, jefa del grupo Diagnostic Nanotools del VHIR.

Una vez procesada la muestra, esta puede analizarse de inmediato o almacenarse para su análisis diferido. El estudio ha confirmado que las muestras pueden mantenerse durante aproximadamente una semana a temperatura ambiente, lo que facilita su transporte y análisis en laboratorios cuando sea necesario.

Un proyecto para desarrollar una nueva tecnología de detección de la malaria

Actualmente, el equipo del VHIR está desarrollando sistemas de diagnóstico rápido para analizar muestras obtenidas mediante pequeñas punciones en el dedo en entornos donde la malaria es endémica. A diferencia de las pruebas rápidas disponibles comercialmente, el test de malaria en el que están trabajando permite una evaluación cuantitativa del parásito en la muestra del paciente y no solo la detección de la presencia o ausencia de infección. Esto permite evaluar la concentración del parásito en sangre (la parasitemia), lo que ayuda a definir con mayor precisión el tratamiento y el seguimiento del paciente. Además, se trata de una tecnología fácil de fabricar, versátil y adaptable, que el equipo del VHIR confía en que permitirá identificar diferentes tipos de microorganismos en el futuro.

El desarrollo de estos dispositivos se ha enmarcado en dos proyectos: el proyecto europeo EuroNanoMed (QUPID), financiado en España por el Instituto de Salud Carlos III y finalizado a finales de 2025; y el proyecto CATMAL, que cuenta con el apoyo de la convocatoria de Investigación en Salud de la Fundación ”la Caixa”.

Recientemente, el equipo se desplazó al Hospital Nossa Senhora da Paz de Cubal (Angola) para probar tanto el test de diagnóstico rápido como el dispositivo de lisis, con buenos resultados. “Nuestro objetivo final será integrar en un único dispositivo el sistema de lisis y el test de detección para facilitar el diagnóstico de la malaria en entornos sin acceso a laboratorios especializados”, concluye la Dra. Baldrich.