Mastocitos y Mastocitosis

Estado del Arte

• Mastocitos son células inmunológicas en tejidos (piel, mucosas, vías respiratorias).
• Actúan como centinelas, clave en inmunidad innata y modulación inflamatoria.
• Regulan barrera epitelial intestinal y homeostasis del microbioma, especialmente en neonatos.
• Contienen gránulos con mediadores preformados (histamina, triptasa, heparina).
• Activación por receptores de alta afinidad para IgE (FcɛRI), liberación de mediadores inflamatorios.
• Esenciales en defensa contra patógenos, cicatrización, remodelación tisular.
• Liberación descontrolada implicada en diversas patologías (mastocitosis).

Mastocitosis

• Grupo de trastornos por acumulación anormal de mastocitos.
• Mastocitosis sistémica: Mutaciones en gen KIT causan proliferación de mastocitos.
• Manifestaciones clínicas: Anafilaxia recurrente, lesiones cutáneas, disfunción multiorgánica.
• Síndrome de activación mastocitaria (MCAS): Activación descontrolada de mastocitos.
• Causa liberación excesiva de mediadores (histamina, triptasa), síntomas multisistémicos.
• Ausencia de proliferación anormal de mastocitos.

Biomarcadores Relevantes

• Triptasa: Marcador confiable de activación mastocitaria persistente.
  • Diagnóstico de anafilaxia y mastocitosis.
  • Métodos (ELISA, cromatografía) son costosos, no adecuados para emergencias.
  • Combinación con CD117 brinda info sobre activación funcional y proliferación mastocitaria.
• N-metilhistamina: Indicador directo de liberación de histamina, degranulación mastocitaria.
  • Crítica en eventos agudos como la anafilaxis, pero métodos actuales no permiten detección dinámica ni accesible.
• CD117 (c-kit): Biomarcador de proliferación mastocitaria.
  • Distingue formas agresivas e indolentes de mastocitosis.
  • Técnicas inmunohistoquímicas actuales carecen de sensibilidad dinámica.

Tecnología Existente

• Inmunohistoquímica: Método sensible y específico para identificar mastocitos (triptasa, quimasa), pero costoso y laborioso.
• Histoquímica: Métodos económicos (azul de toluidina) con baja especificidad. Otros tipos celulares pueden reaccionar con colorantes básicos.
• Microscopía Electrónica: Ofrece detalles excepcionales de ultraestructura, pero costosa y compleja.

Brechas tecnológicas

• Falta de portabilidad: Equipos especializados, laboratorios limitan aplicabilidad en entornos clínicos ambulatorios.
• Ausencia de monitoreo dinámico: No existe técnica que evalúe activación mastocitaria en tiempo real.
• Baja sensibilidad: Inmunohistoquímica costosa, no específica para varios subtipos mastocitarios e inmaduros (baja expresión de triptasa/quimasa).

Problemas Clínicos

• Anafilaxia recurrente: Dificultad para medir biomarcadores (triptasa, n-metilhistamina) durante eventos agudos.
• Mastocitosis en neonatos: Formas severas (mutaciones KIT D816V) progresan rápidamente, alta mortalidad.
• Trasplantes: Mastocitos contribuyen al rechazo crónico liberando mediadores inflamatorios y fibrosis.
• Limitaciones en monitoreo adecuado dificultan la predicción y prevención de complicaciones.
• Diagnóstico tardíos, tratamientos subóptimos, altos costos de salud por esta incapacidad de monitorear la activación de mastocitos.

Conclusión

• Necesidad de herramientas innovadoras para monitorear activación mastocitaria en tiempo real.
• Accesibilidad y precisión en entornos clínicos.

Hipótesis

• Biosensor portátil y compacto para detección simultánea de N-metilhistamina, triptasa y CD117.
• Resolución de limitaciones de diagnóstico y monitoreo.
• Tecnología electroquímica, espectroscopia y nanomateriales funcionalizados para evaluación precisa, accesible y continua.
• Solución en mastocitosis, MCAS, rechazo de trasplantes, complicaciones inflamatorias neonatales.

Objetivos

• Objetivo general: Desarrollar biosensor portátil, económico, modular y sensible para medir triptasa, N-metilhistamina y CD117 en sangre capilar en tiempo real.
• Objetivos específicos: Optimizar materiales, diseñar electrodos específicos para cada biomarcador, crear prototipo funcional del biosensor, optimizar la portabilidad, modularidad y sostenibilidad, implementar sistema de monitoreo continuo.