Investigadores de Vall d’Hebron posen a punt un dispositiu per facilitar el diagnòstic de la malària en zones endèmiques

La detecció del paràsit que causa la malària continua sent un repte, especialment en entorns amb recursos limitats, ja que sovint requereix equipament de laboratori especialitzat i personal format. Per superar aquesta limitació, el grup Diagnostic Nanotools (DINA) del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) treballa per facilitar el diagnòstic de la malària mitjançant tecnologies senzilles i de baix cost. Recentment, l’equip ha desenvolupat un nou dispositiu de paper, de menys de 2 cm de longitud, per processar les mostres de sang sencera de manera molt ràpida abans de l’anàlisi. La tecnologia ha estat creada en col·laboració amb l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i la Universitat Tufts dels Estats Units i els resultats s’han publicat a la revista Lab on a Chip.

La majoria de casos de malària estan causats per la infecció del paràsit Plasmodium falciparum, que a part de ser l’espècie més prevalent també n’és la més severa. El paràsit entra al cos amb la picada d’un mosquit i infecta els glòbuls vermells, també coneguts com eritròcits, on es multiplica fins que els fa esclatar i en surt per infectar-ne d’altres. Per aconseguir un bon diagnòstic i monitorització del tractament de la malària, és necessària la detecció del paràsit o d’algun dels seus components (o biomarcadors). Per fer-ho, s’obtenen mostres de sang dels pacients i s’analitza la presència del paràsit. “Abans d’analitzar si una mostra de sang conté o no el paràsit, és necessari un pas previ: la lisi, o trencament, dels glòbuls vermells. D’aquesta manera, s’alliberen antígens o material genètic del Plasmodium que es troba a l’interior i en facilita la detecció”, explica Judit Prat, investigadora predoctoral del grup Diagnostic Nanotools del VHIR.

Per tal de dur a terme aquesta lisi, és habitual fer servir tècniques específiques al laboratori. El treball del grup DINA ha consistit en el disseny, fabricació i prova de dispositius de paper per recollir i processar les mostres abans de ser analitzades i que es poden utilitzar en qualsevol entorn. Els dispositius es van desenvolupar al grup del Dr. Charles Mace, a la Universitat Tufts dels Estats Units, durant una estada de la investigadora Judit Prat el 2024. Aquesta va ser costejada per una beca de mobilitat, obtinguda en el context de la seva beca de doctorat industrial, ambdues finançades per l’Institut de Salut Carlos III.

Un dispositiu de tres capes de paper per trencar els glòbuls vermells

Aquest dispositiu de paper permet la lisi dels glòbuls vermells en petites mostres de sang en menys de deu minuts. Es tracta d’un sistema molt senzill d’uns 2 cm de llarg i 1 cm d’ample, fabricat amb paper gràcies a una talladora làser.

Consta de tres capes, cadascuna de les quals té una funció determinada. En la primera capa, s’incorpora la mostra sanguínia i és on es troba un reactiu per trencar les cèl·lules i el paràsit. La segona és un filtre que permet separar els productes de rebuig perquè no interfereixin en la mesura final. Finalment, la tercera capa consisteix en un paper absorbent on arriba la mostra lisada, amb els components de les cèl·lules ja trencades.

En el marc del treball, l’equip de recerca ha provat el dispositiu en cultius cel·lulars infectats per Plasmodium produïts per investigadors de l’IBEC i també en mostres de pacients reals, i han comparat els resultats amb les tècniques que habitualment s’utilitzen al laboratori. “Hem comprovat que la lisi feta amb aquest sistema permet detectar biomarcadors del paràsit de la malària amb resultats comparables als dels sistemes estàndard, però amb una tecnologia molt més senzilla i de baix cost”, destaca la Dra. Eva Baldrich, cap del grup Diagnostic Nanotools del VHIR.

Un cop processada la mostra, aquesta es pot analitzar en el moment o es pot emmagatzemar pel seu anàlisi diferit. L’estudi ha confirmat que les mostres es poden mantenir durant aproximadament una setmana a temperatura ambient, cosa que facilita el transport i l’anàlisi en laboratoris si és necessari.

Un projecte per desenvolupar una nova tecnologia de detecció de la malària

Actualment, l’equip del VHIR està desenvolupant sistemes de diagnòstic ràpid per analitzar mostres obtingudes a partir de petites punxades al dit en entorns on la malària és endèmica. A diferència dels tests ràpids disponibles comercialment, el test de malària en què estan treballant permet una avaluació quantitativa del paràsit a la mostra del pacient, i no només la detecció de presència o absència d’infecció. Això permet avaluar la concentració del paràsit en sang (la parasitèmia), la qual cosa ajuda a definir amb més precisió el tractament i el seguiment del pacient. A més, es tracta d’una tecnologia fàcil de fabricar, versàtil i adaptable, que l’equip del VHIR confia que permetrà identificar diferents tipus de microorganismes en el futur.

El desenvolupament d’aquests dispositius s’ha emmarcat en dos projectes: el projecte europeu EuroNanoMed (QUPID) finançat a Espanya per l’Institut de Salut Carlos III, que va acabar a finals de 2025; i el projecte CATMAL, que rep el suport de la convocatòria d’Investigació en Salut de la Fundació “la Caixa”.

Recentment, l’equip es va desplaçar a l’Hospital Nossa Senhora da Paz de Cubal (Angola) per provar tant el test de diagnòstic ràpid com el dispositiu de lisi, amb bons resultats. “El nostre objectiu final serà acoblar en un únic dispositiu el sistema de lisi i el test de detecció per tal de facilitar el diagnòstic de la malària en entorns sense accés a laboratoris especialitzats”, conclou la Dra. Baldrich.