Universidad de Alicante

El grupo de investigación de “Espectroscopía atómica-masas y química analítica en condiciones extremas” de la Universidad de Alicante ha desarrollado un dispositivo adaptado para el análisis cualitativo y cuantitativo de compuestos orgánicos volátiles (COVs) en muestras sólidas y/o semisólidas, que consta de los siguientes tres elementos (Figura 1):

a. un dispositivo de extracción magnética adsortiva de espacio de cabeza que comprende un recipiente inerte para depositar la muestra. El recipiente a su vez, comprende una tapa y dos imanes, uno situado en la parte inferior de la tapa, el cual comprende un sorbente magnético que contiene un nanomaterial con óxido de grafeno y óxido de hierro soportado sobre el imán, y; otro situado en la parte superior de la tapa. Este dispositivo está configurado para acoplarse al siguiente;

b. un sistema de desorción térmica acoplado a un cromatógrafo de gases que proporciona un análisis cualitativo de los COVs, relacionando la posición de los picos y su tiempo de retención con la identificación de los COVs, y el análisis cuantitativo, evaluando y calculando el área de cada pico;

c. un espectrómetro de masas que proporciona análisis cualitativo y cuantitativo de los COVs en función de la relación masa-carga de los COVs.

Figura 1. Diagrama esquemático de los dispositivos empleados para realizar el análisis, siendo: (1) dispositivo de extracción magnética adsortiva de espacio de cabeza; (2) cromatógrafo de gases; (3) espectrómetro de masas; (4) aparato para aplicar temperatura y producir agitación magnética; (5) recipiente inerte; (6) muestra sólida/semisólida; (7) tapa; (8) imán; (9) sorbente soportado en el imán; (10) imán; (11) lana de vidrio; (12) tubo de vidrio.

El dispositivo de extracción magnética adsortiva de espacio de cabeza, permite la volatilización de los COVs de una muestra, sometida a una temperatura determinada. Los compuestos volátiles en el espacio de cabeza son retenidos posteriormente en una trampa adsorbente, que a continuación se somete a desorción y se inyecta para su separación por cromatografía de gases.

Este aparato permite extraer, identificar y cuantificar COVs (P-cresol, 1H-indol, 3(4H)-dibenzofuranona o tetrahidrofolato) de muestras de heces, conocidos como biomarcadores en sujetos que sufren de CCR, o en sujetos que están predispuestos a sufrir de CCR, para proporcionar un pronóstico de la condición del sujeto o para proporcionar un pronóstico negativo.

Por lo tanto, este dispositivo puede ser usado como un método de diagnóstico ex vivo de CCR de manera rápida, eficaz, selectiva y no invasiva en un número muy amplio de sujetos. Para ello, se deberían de seguir las siguientes etapas:

(I) Obtener una muestra de heces del sujeto;

(II) Extraer por lo menos un COV comprendido en la muestra e identificar y cuantificar la concentración de dicho COV con el cromatógrafo a través de su tiempo de retención y su espectro de masas;

(III) Comparar la concentración de por lo menos un COV con la concentración de una referencia del compuesto característico en un individuo que no sufre de cáncer, donde el incremento o decremento de la concentración del biomarcador en comparación con la referencia, es indicativo que el sujeto está sufriendo de cáncer, o tiene una predisposición al mismo, o proporciona un pronóstico negativo de la condición del sujeto.

Un cromatograma típico de una muestra ex vivo de un sujeto puede contener los cuatro compuestos biomarcadores citados, tanto en pacientes con CCR como en pacientes sanos de control.

En resumen, esta invención ha demostrado ser fiable, sensible, reproducible, rápida y útil para disminuir el número de falsos negativos o positivos, para el diagnóstico del cáncer colorrectal (CCR) en un sujeto que sufra de cáncer, o para la predisposición al mismo, o proporciona un pronóstico de la condición del sujeto y/o de los biomarcadores del CCR o un pronóstico negativo de dicha condición.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA

Las principales ventajas de la tecnología descrita son las siguientes:

• El dispositivo desarrollado permite un análisis de COVs (compuestos biomarcadores) fiable, eficaz, reproducible, y rápido en muestras sólidas y/o semisólidas.

• Presenta una buena sensibilidad y selectividad.

• Se trata de una metodología de diagnóstico ex vivo de CCR no invasiva.

• Útil para un número muy amplio de sujetos.

• Uso respetuoso con el medioambiente.

• El sorbente empleado puede ser reutilizado después de una etapa tras una adecuada limpieza lo que mejora su rentabilidad económica y su uso a nivel comercial.

ASPECTOS INNOVADORES DE LA TECNOLOGÍA

El principal aspecto innovador de la tecnología es el hecho de que, hasta el momento, la 3(4H)-dibenzofuranona no había sido identificado como posible biomarcador relacionado con el CCR o como biomarcador en sujetos que sufren de CCR.

La tecnología se encuentra desarrollada a escala laboratorio y ha sido empleada para el diagnóstico de CCR en muestras de heces.

En este sentido, en el análisis realizado, el grupo de investigación observó que el incremento de la concentración de los tres biomarcadores, 3(4H)-dibenzofuranona, p-cresol o tetrahidrofolato, en una muestra de un sujeto a valorar comparada con la muestra de un sujeto sano indicaba la presencia o el comienzo de la enfermedad o la probabilidad de que la padeciera o proporcionaba un pronóstico negativo de la condición del sujeto. Mientras que, el decremento de la concentración del biomarcador 1H-indol en una muestra de un sujeto a valorar comparada con la muestra de un sujeto sano indicaba la presencia o el comienzo de la enfermedad o la probabilidad de que la padeciera o proporcionaba un pronóstico negativo de la condición del sujeto.

El método presentó una muy buena sensibilidad (83%, tanto para p-cresol como para 3(4H)-dibenzofuranona) y especificidad (80% para p-cresol; y 74% para 3(4H)-dibenzofuranona).

La tecnología descrita puede ser usada como un método de diagnóstico y prevención CCR. Más concretamente, esta tecnología es útil para extraer y realizar el análisis preciso, simple, sensible y eficaz de COVs para su aplicación como test de cribado no-invasivo del CCR.

Se buscan empresas interesadas en adquirir esta tecnología para su explotación comercial mediante:

• Acuerdos de licencia de la patente.

• Proyectos de I+D para desarrollo de nuevas aplicaciones para otros tipos de diagnósticos.

Perfil de empresa buscado:

• Laboratorios de diagnóstico médico.

• Empresas de instrumentación analítica.

Esta tecnología se encuentra protegida mediante patente.

• Título de la patente: “Aparatos y métodos para el diagnóstico de cáncer colorrectal”.

• Número de solicitud: P202030487.

• Fecha de concesión: 25 de noviembre de 2022