Investigadores del MIT Media Lab y el Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería del MIT han desarrollado CircTrek, el primer dispositivo usable como un smartwatch capaz de monitorear en tiempo real células circulantes en el cuerpo humano a nivel de célula individual, el cual podría mostrar dinámicas celulares que antes sólo podían observarse de manera intermitente mediante muestras de sangre.
El dispositivo funciona mediante un sistema óptico de excitación pulsada que utiliza un láser de 670 nm, y detecta la emisión de células marcadas con fluoróforos aprobados, como Cyanine5.5, a través de sensores SiPM de alta sensibilidad (silicon photomultipliers).
Su mecanismo incluye circuitos miniaturizados de control de láser y procesamiento de señal en una placa PCB de apenas 42×35 mm, ópticas avanzadas con lentes asféricas y filtros de doble paso para maximizar la señal de fluorescencia y suprimir ruido óptico ambiental, sistema de doble detector para eliminar falsos positivos y mejorar la robustez de la medición, pintura ultra-negra (Musou Black) aplicada internamente para bloquear cualquier infiltración de luz no deseada, y un módulo Wi-Fi incorporado, que permite transmitir datos directamente al médico o al equipo de salud en tiempo real, habilitando monitoreo remoto domiciliario.
Durante las pruebas in vitro, CircTrek logró detectar células individuales en simulaciones de flujo sanguíneo bajo piel artificial, y su rendimiento fue validado manualmente mediante microscopía confocal de alta resolución, superando ampliamente el umbral de detección confiable con señales casi 12 veces más fuertes que el ruido de fondo,. Además, simulaciones térmicas y pruebas experimentales confirmaron que el dispositivo opera de manera segura, sin riesgo de daño térmico al tejido humano.
El sistema puede adaptarse a diferentes aplicaciones clínicas mediante simples modificaciones en los filtros y la fuente láser, lo que permitiría su uso en el monitoreo de terapias CAR-T, detección de recaídas de cáncer, seguimiento de infecciones y diagnóstico temprano de enfermedades sistémicas.
Los próximos pasos hacia la traducción clínica incluyen ensayos regulatorios y optimización de marcaje celular para uso humano, sin embargo, los primeros resultados indican que puede convertirse en una herramienta importante de biomonitorización continua personalizada.
Por: Cipactli Vargas
Fuentes:
npj Biosensing
A wearable device for continuous monitoring of circulating cells at single-cell resolution
MIT News
Wearable device tracks individual cells in the bloodstream in real time
