Estudiants catalans, premiats a Boston per un aparell que regula hormones de la tiroide
Un grup d'estudiants de Biologia i d'Enginyeria Biomèdica de la Universitat Pompeu Fabra ha dissenyat un prototip per controlar de manera continuada les dosis d'hormones que reben les persones afectades d'hipotiroïdisme.
El dispositiu, anomenat Hormonic, ha guanyat a diverses categories en la International Genetically Engineered Machine (iGEM), una competició internacional de biologia sintètica que se celebra anualment a Boston.
L'equip de la UPF ha guanyat la medalla d'or, les categories millor nou component i millor wiki i ha estat nominat en les categories millor teràpia, millor presentació i millor pòster. És el primer equip procedent de l'estat espanyol que guanya medalles d'or en aquest certamen i en aquesta edició ha obtingut la millor posició de qualsevol universitat del sud d'Europa.
El paper de la tiroide
La glàndula tiroide -anomenada també simplement tiroide- és una de les més grans del cos humà i es troba en el coll. Produeix dues hormones: tiroxina (T4) i triiodotironina (T3), que intervenen en nombrosos processos fisiològics, des del creixement i desenvolupament a la regulació de la temperatura corporal i del ritme cardíac.
Les malalties de la tiroide són un important problema de salut a tot el món. En el 99% dels casos, el problema és l'hipotiroïdisme, és a dir, la manca d'hormona. Afecta el 10% dels espanyols i el 5% de la població mundial. Però sembla que en els darrers anys n'està augmentant la prevalença.
El desenvolupament de la malaltia és lent, però pot comportar malalties cardiovasculars i tenir fins I tot conseqüències fatals.
El problema del control de les dosis
La motivació principal de l'equip de la UPF era trobar la manera de solucionar el problema de la dosificació de les hormones. En converses amb l'entorn de malalts van constatar que l'administració de l'hormona era un problema rellevant degut a diverses causes.
Als malalts se'ls prescriuen tabletes amb l'hormona T4, que en el cos es metabolitza en la forma activa T3. Però el marge de la dosi perquè sigui efectiva i no causi efectes secundaris és molt estret.
Com que les quantitats d'hormona d'un malalt poden variar, això comporta que s'hagin d'adequar les dosis contínuament amb anàlisis i visites mèdiques.
Si això ja representa un problema, amb la Covid s'han hagut d'anul·lar moltes anàlisis i visites i molts pacients han deixat de sotmetre's als controls.
A més, un estudi de l'Associació Espanyola Endocrina i de Nutrició (SEEN) assenyala que la demanda d'alternatives com la telemedicina ha passat del 19,5% al 77,4%.
Com les bombes d'insulina
Després d'estudiar i debatre com solucionar aquests problemes, l'equip es va decantar per un sistema que incorporava elements d'electrònica, biologia sintètica i informàtica.
Hormonic es basa en el mateix concepte de bombes com la d'insulina, que en diabètics permet mesurar els nivells de glucosa i injectar quan és necessari la quantitat precisa d'aquesta hormona.
En aquest cas, es mesuren els nivells de les hormones tiroidees, que viatgen per tot el cos pel corrent sanguini. En un organisme que funcioni correctament, aquests nivells són mesurats pel mateix cos i la glàndula tiroidea rep el senyal d'augmentar o disminuir la producció.
El dispositiu dissenyat pels estudiants pretén fer aquest mateix paper i aconseguir que l'hormona s'administri en un organisme que no en produeix de forma suficient i en les quantitat adequades.
Hormonic compta en primer lloc amb un biosensor que detecta l'hormona. Es basa en un microorganisme modificat, l'"Escherichia coli". Un cop fet això, hi ha un mecanisme de control per establir si els nivells d'hormona són suficients o baixos. I, finalment, es produeix, si cal, l'alliberament de l'hormona al torrent sanguini.
El camí fins a l'aplicació
Queda ara un llarg procés abans que el dispositiu es pugui aplicar. S'han de fer estudis sobre la seva fiabilitat en les mesures i, posteriorment, un cop ben establert això, fer estudis clínics per avaluar-ne la utilitat i l'efecte.
Però segons els estudiants, si es pogués utilitzar beneficiaria diversos grups de pacients. A banda del problema d'anul·lació de visites provocat per la Covid, se sap que un 40% dels malalts no segueixen adequadament el tractament i que un 30% segueix tenint símptomes.
En alguns grups, és possible que la conversió de la T4 en T3 no es produeixi de forma correcta. Uns altres poden tenir menor capacitat d'absorció de l'hormona. Els nivells també varien molt durant l'embaràs.
Finalment, el dispositiu es podria modificar per administrar fàrmacs per als que pateixen el problema contrari, hipertiroïdisme, i que produeixen més hormona de la necessària.
El camí, doncs, encara és llarg, però les distincions rebudes a Boston són un bon impuls i demostren que la idea i el disseny poden funcionar per solucionar un problema que afecta milions de persones a tot el món.
