Nuestro aliento ayuda a detectar enfermedades y contaminantes

Todos hemos pasado por un análisis de sangre o de orina. Para confirmar el diagnóstico de una enfermedad es habitual que nos tengamos que realizar diversas pruebas, desde radiografías a biopsias. Sin embargo, llevarlas a cabo no siempre es tan sencillo. Por ejemplo, puede convertirse en todo un reto si se trata de pacientes no cooperativos (como niños pequeños) o con alguna fobia (como el miedo a las agujas). ¿Qué hacer en esos casos?

Una alternativa a las técnicas convencionales de diagnóstico podría ser el análisis del aire exhalado, es decir, de muestras de aliento. En ellas es posible diferenciar una gran variedad de compuestos orgánicos volátiles (VOCs, por sus siglas en inglés), que aportan información valiosa sobre el estilo de vida y el estado de salud del individuo, ya que muchos de los presentes en el aire exhalado provienen del metabolismo humano y de la microbiota.

Las muestras de aliento pueden recogerse fácilmente sin generar incomodidad al paciente, que únicamente tiene que llenar de aire una pequeña bolsa o respirar directamente en un dispositivo de análisis. Precisamente la misma estrategia que emplean las rutinarias pruebas de alcoholemia en conductores y el test de intolerancia a la lactosa en aire espirado.

¿En qué enfermedades podría emplearse?

En los últimos años se han realizado multitud de estudios centrados en la búsqueda de biomarcadores en aire exhalado para el diagnóstico y seguimiento de diversas enfermedades.

La lista es larga e incluye el asma, la fibrosis quística, distintos tipos de cáncer (de pulmón, de ovario), la enfermedad intestinal inflamatoria (colitis ulcerosa y enfermedad de Crohn), la diabetes y la covid-19, entre otras.

¿Cómo se analizan las muestras de aliento?

Tras la recogida de las muestras de aire exhalado, estas pueden ser analizadas mediante diversas técnicas analíticas. Actualmente las metodologías más utilizadas son las plataformas de espectrometría de masas y las matrices de sensores.

La técnica analítica de referencia hoy en día es la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), ya que ofrece la posibilidad de identificar individualmente los compuestos presentes en las muestras humanas con una elevada sensibilidad.

Por otro lado, entre las matrices de sensores destaca la llamada nariz electrónica, un dispositivo portátil y económico que permite detectar huellas de aliento y patrones característicos en las muestras de aire exhalado.

Una vez finalizado el análisis de las muestras es necesario llevar a cabo un tratamiento bioinformático de los datos brutos generados para poder determinar la composición del aire exhalado.

Cómo vigilar la contaminación ambiental

Tradicionalmente, la exposición a contaminantes ambientales se ha evaluado mediante captadores pasivos del aire ambiental. Sin embargo, el análisis del aire exhalado permite la biomonitorización (monitorización o seguimiento mediante análisis de muestras humanas) de la exposición de forma no invasiva.

En el aire exhalado también se pueden analizar los compuestos orgánicos volátiles procedentes de fuentes exógenas, como el humo del tabaco y la combustión de carburantes fósiles. A diferencia de otros enfoques como la medición de contaminantes en aire ambiental, el análisis del aire exhalado humano permite estimar de forma más precisa el impacto que tiene la exposición a un contaminante en el individuo.

Al tratarse de una muestra humana, es posible estudiar qué cantidad de contaminante ha penetrado en el organismo y qué efecto ha tenido en el metabolismo. De este modo puede ayudar a identificar factores desencadenantes de patologías, algo fundamental para generar estrategias que ayuden a minimizar su incidencia entre la población.

Recientemente, nuestro grupo de investigación, en colaboración con otros de la Universidad de Murcia y del Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB), ha publicado un artículo en la revista ERJ Open Research donde se muestra la relación entre la exposición a corto plazo a agentes externos y los niveles en aire exhalado de ciertos compuestos orgánicos volátiles como el benceno y el tolueno. Los resultados muestran cómo la función pulmonar de bebés sanos está estrechamente vinculada con los niveles de tolueno en su aliento.

Estudios como el nuestro ponen de manifiesto la utilidad que tendría el análisis de compuestos orgánicos volátiles en el aire exhalado para controlar la exposición a contaminantes ambientales.

Rosa Alba Sola Martínez, Profesora Sustituta del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular B e Inmunología de la Universidad de Murcia, Universidad de Murcia; Adrián Martínez Vivancos, Contrato predoctoral por la Universidad de Murcia, Universidad de Murcia; Alvaro Ortega, Profesor Titular de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Murcia; Gema Lozano Terol, Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Murcia; Julia Gallego Jara, Profesor de Bioquímica, Universidad de Murcia y Teresa de Diego Puente, Catedrática de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Murcia