Ensayo in vitro para la detección multiplexada de alergias alimentarias

Abstract

[ES] Los alérgenos alimentarios pueden provocar reacciones adversas de hipersensibilidad de tipo I. Este proceso presenta una elevada prevalencia que puede afectar a la población sensibilizada vía contacto, ingestión o inhalación del alérgeno. En la actualidad, esta enfermedad afecta al 2% de los adultos y el 6% de los niños, lo que representa un impacto significativo en la calidad de vida y en los costes sanitarios asociados (Iglesias, 2018). Paralelamente, el sector alimentario ha realizado importantes inversiones, esfuerzos y mejoras para implementar programas de control de alérgenos. Desde un enfoque holístico de la alergia alimentaria, es necesario integrar en este control la evaluación del impacto de los alimentos en la salud de los consumidores. La creciente demanda de información de salud sobre los problemas alérgicos genera la necesidad de disponer de mejores métodos de detección no invasivos y sensibles que proporcionen resultados fiables de manera rápida y sencilla (Worm et al., 2018). En este trabajo fin de grado se contribuye al desarrollo de un ensayo multiplexado que permite la determinación simultánea de inmunoglobulinas E e inmunoglobulina G específica en suero sanguíneo para doce alérgenos alimentarios. La aproximación consiste en un biosensado óptico basado en inmunoensayos no competitivos. La inmovilización de los alérgenos en formato de micromatriz se realiza sobre la superficie de un disco compacto mediante un dispensador de bajo volumen y sin contacto. Tras la incubación de la muestra y el revelado de la inmunointeracción, se procede a la lectura de los resultados mediante un lector de discos digitales ópticos en modo reflexión. El procesado de las imágenes capturadas proporciona señales específicas para cada una de las moléculas diana, que pueden ser correlacionadas con su concentración. El ensayo en formato micromatriz tiene buenas prestaciones analíticas, siendo el límite de detección 0,31 UI/mL y de cuantificación 0,41 UI/mL, en el caso de las IgE y de 0,04 y 0,23 ng/µL para el inmunoensayo de IgG, respectivamente. El sistema se ha evaluado mediante el análisis de 37 muestras de suero sanguíneo de pacientes alérgicos y 9 individuos control.

[EN] Food allergens can cause adverse reactions of type I hypersensitivity. This process has a high prevalence that can induce a reaction in the person by contact, ingestion or inhalation. Currently, it affects 2% of adults and 6% of children, which represents a significant impact on life quality and associated health costs (Iglesias, 2018). In parallel, the food industry has made significant investments, efforts and improvements to implement allergen control programs. From a holistic approach to food allergy, it is necessary to integrate in this control the evaluation of the food impact on the health of consumers. The growing demand for health information about allergic problems generates the need for better non-invasive and sensitive detection methods that provide reliable results quickly and easily (Worm et al., 2018). The objective of this study is to contribute to the development of a multiplexed method that enables simultaneous detection of specific immunoglobulin E and G for twelve food allergens. The approach consists of an optical biosensing based on non-competitive immunoassays. The immobilization of the probes in microarray format is carried out on the surface of a compact disc by means of a low volume, non-contact arrayer. After the incubation of the sample and the development, the results are read through a digital optical disc reader in reflection mode. The processing of the captured images provides specific signals for each of the target molecules, which can be correlated to its concentration. The assay in microarray format has good analytical performance, with a detection limit of 0.31 IU/mL and a quantification of 0.41 IU/mL, in the case of IgE and 0.04 and 0.23 ng/μL for the IgG immunoassay. The system has been evaluated by analyzing 37 blood serum samples from allergic patients and 9 control individuals.

[CA] Els al-lèrgens alimentaris poden provocar reaccions adverses de hipersensibilitat de tipus I. Aquest procés presenta una elevada prevalença que pot afectar a la població sensibilitzada via contacte, ingestió o inhalació de l’al-lergen. En l’actualitat, aquesta enfermetat afecta al 2% dels adults i al 6% dels xiquets, el que representa un impacte significatiu en la qualitat de vida i en els costos sanitaris associats (Iglesias, 2018). Paral-lelament, el sector alimentari ha realitzat importants inversions, esforços i millores per implementar programes de control d'al-lèrgens. Des d'un enfocament holístic de l'al-lèrgia alimentària, cal integrar en aquest control l'avaluació de l'impacte dels aliments en la salut dels consumidors. La creixent demanda d'informació de salut sobre els problemes al-lèrgics genera la necessitat de disposar de millors mètodes de detecció no invasius i sensibles que proporcionin resultats fiables de manera ràpida i senzilla (Worm et al., 2018). A aquest treball final de grau es contribueix al desenvolupament d’un assaig multiplexat que permet la determinació simultània en sèrum sanguini d'immunoglobulines E i immunoglobulina G específica per a dotze aliments al-lergènics. L'aproximació consisteix en un biosensat òptic basat en immunoassaigs no competitius. La immobilització dels al-lèrgens en format de micromatriu es realitza sobre la superfície d'un disc compacte mitjançant un dispensador de baix volum i sense contacte. Després de la incubació de la mostra i el revelat, es procedeix a la lectura dels resultats mitjançant un lector de discos digitals òptics en mode reflexió. El processat de les imatges capturades proporciona senyals específiques per a cada un de les molècules diana, que poden ser correlacionades amb la seua concentració. L'assaig en format micromatriu té bones prestacions analítiques, sent el límit de detecció 0,31 UI/mL i de quantificació 0,41 UI/mL, en el cas de les IgE i de 0,04 i 0,23 ng/mL per el immunoassaig d'IgG. El sistema s'ha avaluat mitjançant l'anàlisi de 37 mostres de sèrum sanguini de pacients al-lèrgics i 9 individus control.