Herramientas de diagnóstico rápido basadas en el empleo de plataformas bioelectroanalíticas aplicables a entornos de bajos recursos

• Autores: Alejandro Valverde de la Fuente
• Directores de la Tesis: José Manuel Pingarrón Carrazón (dir. tes.), Susana Campuzano (dir. tes.), Paloma Yáñez Sedeño (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 438
• Títulos paralelos:
  • Rapid diagnostic tools based on the use of bioelectroanalytical platforms applicable to low-resource settings
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Pedrero Muñoz (presid.), Víctor Ruiz-Valdepeñas Montiel (secret.), Felipe Conzuelo Fernández (voc.), Jesús Alberto Escarpa Miguel (voc.), Tania García Mendiola (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
      • Análisis electroquímico
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Los laboratorios clínicos y los servicios sanitarios están presionados por una sociedad que exige una atención cada vez más personalizada, más rápida y de mayor calidad. De hecho, hoy en día, existe una gran demanda por disponer de herramientas que permitan el diagnóstico precoz, rápido y mínimamente invasivo de enfermedades de elevada prevalencia y mortalidad en entornos descentralizados y de bajos recursos, asequibles para todos y gestionadas por personal no especializado, lo que se conoce como pruebas en el lugar de asistencia o punto de atención (Point-Of-Care, POC). La pandemia provocada por la COVID-19 ha visibilizado las limitaciones de nuestro sistema sanitario, reforzando todavía más la necesidad de disponer de este tipo de dispositivos que permitan realizar la gestión de los pacientes tanto en entornos hospitalarios como fuera de ellos.

    La descentralización del sistema sanitario a laboratorios clínicos, centros de atención primaria, ambulatorios o incluso el hogar del paciente, resulta imprescindible para seguir avanzando en el diagnóstico eficaz y tratamiento de las enfermedades prevalentes, con el objetivo de aplicar la acción terapéutica más adecuada en el menor tiempo posible y que ésta no se vea ralentizada cuando se produce el colapso de las instituciones sanitarias centrales. Este hecho implica disponer de métodos sensibles, cuantitativos, precisos, rápidos, asequibles, fáciles de usar y mínimamente invasivos para un diagnóstico fiable y descentralizado que pueda ser aplicado incluso en entornos de bajos recursos, retos en los que la tecnología de biosensores electroquímicos puede contribuir de forma satisfactoria.

    En esta Tesis Doctoral se demuestran y discuten críticamente, apoyándose en los conocimientos y resultados derivados de las investigaciones realizadas, las oportunidades que ofrecen los biosensores electroquímicos para el diagnóstico y estadificación fiables de enfermedades prevalentes como el cáncer o los trastornos neurodegenerativos. Las estrategias biosensoras desarrolladas implican formatos de bioensayo que comprenden reacciones de afinidad específicas (como el reconocimiento antígeno-anticuerpo) y explotan la tecnología de electrodos serigrafiados como transductores electroquímicos, permitiendo la construcción de bioplataformas tanto integradas directamente sobre la superficie del electrodo como asistidas por el empleo de micropartículas magnéticas. Sus excelentes prestaciones analíticas permiten la determinación individual o multiplexada de biomarcadores de la iniciación, progresión y agresividad de estas enfermedades tanto en biopsias sólidas como líquidas, con la sensibilidad y selectividad que requiere su validación clínica, mediante protocolos más sencillos, menores tiempos de ensayo y escasas cantidades de muestra en comparación con las metodologías clínicas convencionales o de última generación.

    Entre las aportaciones pioneras más relevantes de esta Tesis Doctoral cabe destacar el desarrollo de las primeras bioplataformas descritas hasta la fecha para la determinación de biomarcadores oncológicos y neurodegenerativos característicos de enfermedades prevalentes como el cáncer colorrectal, el cáncer de mama y la enfermedad de Alzheimer; confirmando el potencial clínico tanto de los biomarcadores de estudio como de las estrategias electroquímicas. Estos excelentes resultados convierten a las bioplataformas desarrolladas en herramientas atractivas y prometedoras para su uso rutinario en entornos de hospitalización, ambulatorios o incluso en el hogar, con el propósito de progresar hacia una medicina personalizada accesible para todos que pueda ser aplicable incluso en entornos de pocos o bajos recursos y que mejore las estadísticas clínicas y la calidad de vida de los pacientes, además de aliviar tanto la carga financiera que soportan los sistemas sanitarios como la presión económica y moral que recae sobre las familias de los pacientes.

  • English

    Breakthroughs in science and technology have helped to identify, understand, and even cure many diseases that in earlier times were devastating and unpredictable. Today, available diagnostic tests make it possible to detect diseases at an early stage and to apply timely and effective treatments, with beneficial consequences in terms of patient survival and quality of life, as well as reducing the financial burden on national health systems. However, the high cost of the techniques, their centralized application, the difficulty of analysing complex samples, and their invasive nature hinder the evolution of clinical diagnostics towards personalized medicine accessible to all.Society increasingly demands faster and higher quality care, tailored to the needs of each patient. In fact, and largely driven by the recent pandemic, one of the biggest clinical demands lies in the possibility of early, rapid, and minimally invasive diagnosis of high prevalence and high mortality diseases through mass medical testing outside a laboratory setting and managed by non-specialised staff, known as Point-Of-Care (POC) testing. Decentralization of the healthcare system to clinical laboratories, primary care centres, outpatient clinics or even the patient's home is essential, both to minimise the consequences of future pandemics due to diagnostic delays resulting from the collapse of healthcare, and to further advance in the field of personalized medicine, increasing the probability of curing patients and reducing the costs associated with their treatment. Sensitive, quantitative, accurate, fast, affordable, easy-to-use, and minimally invasive tools that contribute to reliable and decentralised diagnostics are therefore essential challenges that electrochemical biosensor technology seems to successfully address...