Los inodoros inteligentes podrían ser la próxima fuente de datos de salud

Esa es la conclusión de un equipo de científicos del metabolismo en la Universidad de Wisconsin-Madison y el Instituto de Investigación Morgridge, que están trabajando para poner a trabajar la enorme variedad de información sobre la salud metabólica contenida en la orina para la medicina personalizada.

La orina contiene un historial líquido virtual de los hábitos nutricionales, el ejercicio, el uso de medicamentos, los patrones de sueño y otras opciones de estilo de vida de un individuo. La orina también contiene enlaces metabólicos con más de 600 afecciones humanas, incluidos algunos de los principales asesinos, como el cáncer, la diabetes y la enfermedad renal.

El equipo tiene dos preguntas esenciales. Primero, ¿pueden el monitoreo y análisis frecuentes de muestras de orina obtener información útil en tiempo real sobre la salud de un individuo? Y segundo, ¿se puede adaptar una plataforma tecnológica a los inodoros que pueda hacer que el proceso de recolección sea simple, preciso y asequible?

Recibieron algunas respuestas prometedoras a la primera pregunta en un pequeño estudio piloto realizado este año, cuyos resultados se publicaron en la revista Nature Digital Medicine. Dos sujetos de investigación recolectaron consistentemente todas las muestras de orina durante un período de 10 días, enviaron esas muestras para pruebas con cromatografía de gases y espectrometría de masas para una lectura completa de las firmas metabólicas.

Los dos sujetos también son autores principales del artículo: Joshua Coon, el presidente de Thomas y Margaret Pyle en el Instituto Morgridge y profesor de química biomolecular en UW-Madison; e Ian Miller, científico de datos del Coon Research Group. En conjunto, proporcionaron 110 muestras durante el período de 10 días, y también utilizaron tecnología portátil para rastrear la frecuencia cardíaca y los pasos, el consumo de calorías y los patrones de sueño.

¿Los resultados? De hecho, las muestras contienen una notable huella digital de salud que sigue los flujos y reflujos de la vida diaria. Por ejemplo, los sujetos mantuvieron registros del consumo de café y alcohol, y se midieron abundantemente los biomarcadores con una conexión conocida con ambas bebidas. Un sujeto tomó acetaminofeno, que se midió en la orina mediante un aumento en la intensidad de iones. Los resultados metabólicos del ejercicio y el sueño también podrían medirse con precisión.

El siguiente paso

El Grupo de Investigación Coon está diseñando un inodoro que incorporará un espectrómetro de masas portátil que pueda reconocer las muestras individuales y de proceso en una variedad de temas. Planean instalar el inodoro en su edificio de investigación y ampliar el grupo de usuarios a una docena o más de sujetos. Coon dice que el diseño es "un poco parecido a Rube Goldberg" pero funcional.

"Sabemos en el laboratorio que podemos hacer estas mediciones y estamos bastante seguros de que podemos diseñar un inodoro que pueda tomar muestras de orina. Creo que el verdadero desafío es que tendremos que invertir en la ingeniería para hacer que este instrumento sea lo suficientemente simple y económico. Ahí es donde esto irá lejos o no suceder en absoluto", dice Coon.

Si bien el experimento piloto no examinó las preguntas de salud, existen muchas posibilidades. Por ejemplo, las pruebas podrían mostrar cómo un individuo metaboliza ciertos tipos de medicamentos recetados, de maneras que podrían ser saludables o peligrosas. Además, a medida que la población envejece con más atención en el hogar, los análisis de orina indicarán si los medicamentos se toman correctamente y si tienen el efecto deseado.

Coon también cree que el concepto de "inodoro inteligente" podría tener importantes implicaciones para la salud de la población, a diferencia de la base de datos del genoma humano "All Of Us" de los Institutos Nacionales de Salud. "Si tuviera decenas de miles de usuarios y pudiera correlacionar esos datos con la salud y el estilo de vida, podría comenzar a tener capacidades de diagnóstico reales", dice. 

Coon, quien dirige el Centro Nacional de Biología Cuantitativa de Sistemas Complejos, dice que la idea de las pruebas de orina a escala meta lo ha intrigado por algún tiempo. "Josh mencionó esto en una reunión grupal una vez y se encontró con una carcajada", recuerda Miller.

Coon agrega: "Así que salimos y compramos un par de refrigeradores y comenzamos a recolectar".

Mientras que los análisis de moléculas pequeñas de especificaciones de masa se están realizando en máquinas de $ 300.000, Coon dice que las tecnologías de especificaciones de masa portátiles existen a una décima parte de ese costo, pero con un mercado tan masivo, eventualmente podrían alcanzar un umbral de costo razonable.  @mundiario