Imaginemos que acudimos a una visita médica, nos ponemos una mascarilla normal y corriente y que al cabo de unos instantes el médico recibe información sobre el posible diagnóstico, la evolución de la infección, la eficacia del tratamiento o incluso recomendaciones personalizadas para seguir una dieta.
Sin esperas, sin análisis de sangre, sin dolor. Esta es una realidad que está cada vez más cerca gracias a la respiraómica. Así como disciplinas establecidas como la genómica estudian un conjunto de genes, esta nueva ciencia emergente analiza un conjunto de sustancias en el aire que respiramos. Sirven como biomarcadores, pequeñas señales químicas que nos permiten detectar cambios en el cuerpo y seguir su evolución a lo largo del tiempo.
Cada vez que inhalamos expulsamos mucho más que dióxido de carbono. En la respiración viajan cientos de moléculas, desde las más simples, como el vapor de agua o el oxígeno, hasta compuestos orgánicos volátiles (COV) producidos en procesos metabólicos. Esta "huella química" cambia según el estado fisiológico, la nutrición o la presencia de enfermedades.
Y más: nuestra respiración ayuda a detectar enfermedades y contaminantes
¿Qué compuestos pueden detectar enfermedades?
La acetona fue el primer compuesto para el aliento utilizado como biomarcador. Cuando el cuerpo no puede utilizar la glucosa como fuente de energía, utiliza grasa y crea cetonas en el proceso. Esto se conoce como cetoacidosis, una señal de alerta en los diabéticos.
Su detección temprana en el aire exhalado podría prevenir complicaciones graves como arritmias, insuficiencia respiratoria e incluso pérdida del conocimiento. En personas sanas, puede utilizarse para controlar y garantizar la seguridad de las dietas de pérdida de grasa.
Otros compuestos interesantes son los aldehídos, un compuesto orgánico que se forma como primer producto de oxidación de ciertos alcoholes y se utiliza en la industria y laboratorios químicos por sus propiedades reductoras. Debido a su rápido crecimiento, las células tumorales se encuentran en un estado de estrés oxidativo crónico. Esta afección inflamatoria daña las membranas celulares en un proceso conocido como peroxidación lipídica, en el que se producen aldehídos.
Pasan a la sangre y, tras pasar por los pulmones, aparecen en el aire exhalado. Así, los aldehídos del aliento, además de indicar que estamos atravesando un proceso inflamatorio, pueden utilizarse para el diagnóstico precoz y no invasivo de determinados tipos de cáncer, especialmente el de pulmón.
Además, conocidas enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson o la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) también se asocian con un elevado estrés oxidativo a nivel cerebral y daños en las membranas neuronales. Aunque todavía hay cierta incertidumbre, varios estudios revelan que niveles elevados de aldehídos en el aliento pueden indicar la presencia de estas enfermedades y servir para controlar su evolución.
Pero eso no es todo. Incluso es posible rastrear el curso de la infección a través del amoníaco presente en el aliento. Helicobacter pylori es una bacteria que coloniza el estómago, un ambiente extremadamente ácido. Para sobrevivir, utiliza una enzima llamada ureasa que descompone la urea para producir amoníaco y CO₂.
Muchas personas viven con esta infección sin siquiera saberlo hasta que desarrollan complicaciones graves, como úlceras, sangrado digestivo e incluso un mayor riesgo de cáncer de estómago. Actualmente, el diagnóstico requiere que el paciente ingiera urea marcada para medir el CO₂ exhalado.
Sin embargo, esto sólo permite "tomar una instantánea" del momento en que se realiza la prueba. La capacidad de medir directamente el amoníaco en el aliento nos permitiría ir más allá del diagnóstico, para poder monitorizar el tratamiento con antibióticos en tiempo real para evitar fallos terapéuticos, recaídas y posibles resistencias.
Y las liras también: la resistencia a los antibióticos, un problema que tiene millones de años
Mascarillas inteligentes: una revolución médica
Si la respiratomía es tan prometedora, ¿por qué todavía no forma parte de los exámenes médicos de rutina? Actualmente, el análisis del aliento requiere recoger muestras y transportarlas a un laboratorio, donde se analizan mediante técnicas como la cromatografía de gases o la espectrometría de masas. Aunque precisas, estas herramientas son muy caras y complejas. Además, las muestras pueden degradarse durante el transporte, lo que añade incertidumbre a los resultados.
Diseño de una mascarilla con sensor miniaturizado para la detección de gases en el aliento. Desarrollo propio
En los últimos años ha crecido el interés por los sensores electroquímicos miniaturizados, dispositivos que pueden detectar gases específicos en concentraciones muy bajas. En muchos casos, fueron desarrollados para monitorear la calidad del aire, pero su versatilidad permite dar un salto al campo médico.
Una de las ideas más innovadoras es adaptar estos sensores a máscaras. Desde la pandemia de covid-19, la población se ha acostumbrado mucho a su uso, lo que los convierte en un soporte ideal para el análisis del aliento en tiempo real. Incluso podríamos recibir alertas en nuestro celular y saber si estamos ante una emergencia médica.
Investigadores de la Universidad Tor Vergata de Roma ya han demostrado la funcionalidad de esta tecnología. A través de un experimento en el que cuatro personas bebieron café, vino, plátano o menta y luego respiraron a través de una máscara que contenía sensores químicos, analizaron cómo cambiaba la resistencia eléctrica. Según señalaron, se podía distinguir claramente qué alimento había tomado cada uno de ellos gracias a que el perfil de los compuestos que aparecían en su aliento era muy diferente.
La posibilidad de diseñar dispositivos que actúen como una "nariz electrónica", por descabellada que parezca, no es ciencia ficción. Breatomic abre la puerta a una nueva forma de acudir al médico. En lugar de una prueba única, la respiración podría convertirse en una fuente invisible de información sobre nuestra salud. Quizás en el futuro cuidar de uno mismo sea tan sencillo como respirar.
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