Un nuevo sistema compuesto por receptores olfativos humanos, sinapsis artificiales y una red neuronal también artificial es capaz de detectar cuatro diferentes ácidos grasos de cadena corta que sirven como biomarcadores de enfermedades para el cáncer gástrico y la halitosis.
La descripción de este sistema de nariz artificial se publica en la revista Science Advances y, según sus responsables, el dispositivo tuvo una precisión de más del 90% al detectar combinaciones de estas cadenas moleculares de diagnóstico.
Se trata de una mejora con respecto a las técnicas actuales que se centran en moléculas individuales y compuestos simples.
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El desarrollo de máquinas neuromórficas que puedan oler podría revolucionar muchos campos, incluida la medicina; algún día, incluso, podrán detectar enfermedades en los pacientes, apunta un resumen de la revista.
Sin embargo, los sistemas olfativos artificiales existentes solo pueden detectar moléculas individuales o compuestos distintos; no pueden hallar moléculas en cadena, como los ácidos grasos de cadena corta asociados con el cáncer gástrico.
Hyun Woo Song y su equipo de la Universidad de Seúl presentan en este estudio un nuevo dispositivo neuromórfico con tres partes: un nanodisco que contiene receptores olfativos humanos modificados, un dispositivo que transporta sinapsis artificiales y una red neuronal artificial.
En las pruebas, el sistema identificó con éxito 10 combinaciones de ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico y ácido hexanoico, que son biomarcadores relacionados con la halitosis y el cáncer gástrico.
El sentido del olfato biológico es una impresionante obra de ingeniería diseñada por la evolución, recuerda Santiago Marco, catedrático en el departamento de Electrónica e Ingeniería Biomédica de la Universidad de Barcelona, que no participa en el estudio.
En el artículo -añade- se describe la integración de tres receptores olfativos humanos en nanodiscos sobre una lámina de grafeno y de una sinapsis artificial para la diferenciación de ácidos grasos de cadena corta.
El trabajo es “un paso más hacia el sueño de la olfacción artificial: conseguir emular tecnológicamente el sentido del olfato y acercarnos al enigma de la percepción química humana”.
Sin embargo, aún es necesario aumentar el número de receptores integrados que, por el momento, se limita a unas pocas unidades, recalca el investigador a Science Media Centre España, una plataforma de recursos científicos.
Además, para favorecer su uso en la práctica, es imprescindible alargar el tiempo de vida de estos dispositivos, que en la actualidad es típicamente de solo una o dos semanas, agrega.
“En el futuro podemos vislumbrar el uso de prótesis olfativas basadas en estas tecnologías para personas con anosmia, pero para eso aún queda camino por recorrer”.
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