Gerenciamiento de antibióticos en el punto de atención (PoCAS): plataforma integrada para monitorización terapéutica de vancomicina y dosificación personalizada mediante un biosensor electroquímico

La optimización del uso de antibióticos constituye uno de los principales desafíos de los sistemas de salud debido al aumento de la resistencia antimicrobiana y a la variabilidad farmacocinética observada en pacientes hospitalizados, especialmente en unidades de cuidado intensivo. En este contexto, la monitorización terapéutica de fármacos (TDM) se ha convertido en una herramienta clave para ajustar la dosificación de antibióticos como la vancomicina, cuyo margen terapéutico estrecho requiere mediciones oportunas y precisas para evitar fallas terapéuticas o eventos adversos. Sin embargo, los métodos convencionales de cuantificación suelen depender de laboratorios especializados, con tiempos de respuesta prolongados que limitan su utilidad para la toma de decisiones clínicas en tiempo real. Ante esta problemática, la pregunta de investigación que orienta este proyecto es: ¿es posible desarrollar una plataforma integrada de monitorización terapéutica de vancomicina en el punto de atención que combine biosensores electroquímicos, microfluídica y modelos de dosificación de precisión para optimizar la terapia antibiótica en pacientes hospitalizados?

El objetivo general del proyecto es desarrollar y validar un prototipo funcional de plataforma PoCAS (Point-of-Care Antibiotic Stewardship) que integre un biosensor electroquímico para la detección de vancomicina, un sistema microfluídico para el procesamiento automatizado de muestras y un módulo computacional para el análisis de datos y la estimación de dosis individualizadas. La propuesta es pertinente y relevante debido a su potencial para mejorar la monitorización terapéutica de antibióticos, fortalecer los programas de optimización del uso de antimicrobianos y contribuir a la reducción del riesgo de toxicidad y resistencia bacteriana.

Metodológicamente, el proyecto contempla el desarrollo de electrodos serigrafiados biofuncionalizados con inmunorreactivos específicos contra vancomicina caracterizados previamente por el grupo de investigación Evidencia Terapéutica, cuya señal será detectada mediante técnicas electroquímicas como voltametría, amperometría e impedanciometría. Estos biosensores se integrarán a un sistema microfluídico tipo Lab-on-a-Chip que permitirá la separación de plasma a partir de muestras de sangre y su análisis automatizado en el dispositivo. La adquisición y procesamiento de señales se realizará mediante un potenciostato programable integrado a un sistema computacional que permitirá la interpretación de los datos y su integración con modelos farmacocinéticos para dosificación de precisión. El desempeño del sistema será evaluado mediante validación bioanalítica y comparación con métodos de referencia basados en ELISA.

Se espera como resultado el desarrollo de un prototipo funcional de dispositivo para monitorización terapéutica en punto de atención, la generación de conocimiento científico interdisciplinario, la formación de talento humano en investigación biomédica y el desarrollo de tecnologías con potencial de transferencia e innovación en el ámbito de la farmacología clínica y los sistemas de salud. A nivel de territorios, será el insumo para capacitar a la comunidad científica, a la comunidad de pacientes con la integración de la academia e instituciones de salud sobre minimización de resistencia antimicrobiana basada en nanotecnología y medicina personalizada.