Dispositivo portátil con IA para análisis rápido de células inmunológicas

Las células T CD4+ desempeñan un papel importante en la respuesta inmune, y su conteo es fundamental para el diagnóstico y monitoreo de enfermedades como el VIH/SIDA, linfomas y otras condiciones inmunológicas. Actualmente, la citometría de flujo es el estándar de oro para esta medición, pero su uso está limitado a laboratorios especializados debido a la necesidad de equipos costosos y operadores capacitados.

En ese contexto, investigadores de la George R. Brown School of Engineering and Computing de la Universidad de Rice han desarrollado un citómetro microfluídico impulsado por inteligencia artificial (IA) que permite la cuantificación rápida y precisa de células T CD4+ en muestras de sangre total. Es una alternativa portátil y de bajo costo frente a la citometría de flujo tradicional, facilitando su uso en entornos con recursos limitados y en pruebas de diagnóstico en el punto de atención. La investigación fue liderada por Peter Lillehoj y Kevin McHugh, y publicada en la revista Microsystems & Nanoengineering.

El citómetro funciona sin necesidad de bombas externas, utilizando un método llamado flujo de slug por gravedad, que permite que la muestra se desplace a través de un chip microfluídico de manera estable y controlada. A diferencia de otros métodos, este flujo garantiza una velocidad constante del líquido sin necesidad de equipos costosos. Su funcionamiento se basa en los siguientes pasos:

• La muestra de sangre se mezcla con pequeñas microesferas recubiertas de anticuerpos que se unen exclusivamente a las células T CD4+, facilitando su identificación.
• La muestra fluye a través del chip microfluídico y es grabada en video mediante un microscopio de alta precisión.
• Análisis mediante IA, con un modelo de aprendizaje profundo que analiza las imágenes en tiempo real, identificando y contando las células etiquetadas con microesferas de forma rápida y precisa.

El uso del flujo de slug por gravedad es lo que garantiza un flujo uniforme sin fluctuaciones, mejorando la precisión del conteo celular. Es la primera vez que esta técnica se emplea en una aplicación biomédica.

El tiempo de análisis es de solo 15 minutos, al menos cuatro veces más rápido que los métodos convencionales, y su precisión es comparable a la citometría de flujo, con una desviación inferior al 10% en los resultados.

El sistema, aunque diseñado para el análisis de células T CD4+, ofrece la posibilidad de adaptación para cuantificar otros tipos de células mediante el uso de diferentes anticuerpos; en resumen, esta tecnología tiene un amplio potencial en el diagnóstico de diversas enfermedades inmunológicas, oncológicas y virales.