Los biosensores portátiles conectados a los teléfonos inteligentes ofrecen la oportunidad de detectar eventos fisiopatológicos en tiempo real para notificar a los pacientes y a sus cuidadores. Esta tecnología tiene el potencial de transformar el diagnóstico, la prevención y la gestión de las enfermedades crónicas al permitir la monitorización continua fuera de los entornos clínicos tradicionales. Las heridas crónicas representan una de esas condiciones, en las que la gestión es un reto importante para la atención sanitaria, ya que consumen más del 5% del presupuesto. Un factor clave que contribuye a la incapacidad de las heridas crónicas para curarse, es la presencia de bacterias patógenas que segregan enzimas virulentas que destruyen los tejidos del huésped e interrumpen la recuperación de la herida.

Los recientes avances en el campo de la electrónica flexible han dado lugar a una serie de conceptos de detección para interactuar con las heridas y hacer un seguimiento. Los sensores más avanzados para este fin miden parámetros con métodos bien establecidos de transducción electrónica, como la temperatura, la presión, la humedad y el pH. Estos parámetros pueden proporcionar información sobre el entorno local de la herida, pero no reflejan directamente la virulencia bacteriana. Los hidrogeles de ADN responden selectivamente a las desoxirribonucleasas asociadas a las bacterias patógenas a través de cambios dieléctricos sintonizables, que pueden detectarse de forma inalámbrica utilizando la comunicación de campo cercano. 

Un equipo de investigadores afiliados a un gran número de instituciones de Singapur desarrolló un sensor basado en el tipo gel detallado con anterioridad. El sensor desarrollado por el equipo es un hidrogel de ADN que se degrada por una enzima DNasa segregada por ciertos tipos de bacterias. Los componentes electrónicos integrados miden el grado de degradación del mismo y envían una alarma a un teléfono inteligente si está dentro de ciertos parámetros que indicarían una infección. Los investigadores lo llaman "detección inalámbrica de infecciones en heridas" (WINDOW).  El equipo usó una estrategia de reticulación química para proporcionar una mayor estabilidad en entornos acuosos y capacidad de funcionalización del aparato.

Esta estrategia da lugar a un gel de ADN con varias propiedades ventajosas: (i) menos obstáculos estéricos para la posterior ingeniería de la permitividad, (ii) menos hebras de ADN (~0,05 g de ADN deshidratado en 1ml de DNAgel) para una mayor sensibilidad a la DNasa, y (iii) mayor difusión de los agentes reactivos a través de la red tridimensional (3D) para un tiempo de respuesta más rápido. 

Los experimentos in vitro demuestran que el sensor responde selectivamente a cantidades de S. aureus cercanas a los umbrales de infección clínica (106CFU o más por gramo de tejido viable) tanto en el sobrenadante de cultivo como en los exudados de heridas clínicas. Los estudios in vivo en un modelo de herida de ratón demuestran además la utilidad de WINDOW para detectar cantidades clínicamente relevantes de S. aureus cuando se interpone en las heridas durante 24 horas. 

Desde el punto de vista clínico, el sensor podría incrustarse en los apósitos de las heridas para que los pacientes puedan controlarlas entre las evaluaciones clínicas y buscar la intervención adecuada en caso de que se detecte una infección. 

(A) La DNasa es un factor de virulencia en las infecciones de heridas. Las bacterias patógenas secretan DNasa para eludir las trampas extracelulares de neutrófilos (NET), que son parte integral de la respuesta inmunitaria del huésped. (B) Esquema del mecanismo de detección de la infección. El DNAgel se degrada al exponerse a la DNasa, lo que provoca un cambio en la capacitancia del sensor. (C) Esquema del sensor inalámbrico de infección de heridas. WINDOW integra el DNAgel biorreactivo, un módulo de biosensores LC de media onda rectificada y un módulo NFC para permitir la lectura del estado de la herida en el smartphone. Imagen del recuadro: El DNAgel integrado en el sensor se tiñe con rodamina B. (D) Diagrama de bloques del sistema que muestra la transducción de la señal desde el biosensor basado en el DNAgel al módulo NFC y a un smartphone para la lectura y visualización inalámbricas.