Sensor portátil detecta cannabinoides sintéticos en cigarrillos electrónicos y fluidos biológicos

Incluso sin contener ninguna sustancia ilícita, el líquido de los cigarrillos electrónicos puede causar serios daños a la salud. En muchos casos, la concentración de nicotina en estos productos es varias veces superior a la encontrada en los cigarrillos convencionales, lo que favorece la rápida instalación de la dependencia. Además, como los cigarrillos electrónicos están prohibidos en Brasil —prohibición que abarca la fabricación, importación, comercialización, distribución, almacenamiento, transporte y publicidad de dispositivos electrónicos para fumar, conforme a la resolución de la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa)—, los productos ofrecidos a los usuarios no pasan por ningún control de calidad.

“Algunos de estos líquidos llegan a tener 100 veces más nicotina que un cigarrillo común, cuyo límite máximo legal es de 1 miligramo de nicotina por cigarrillo. Además, ya se han encontrado en los líquidos aditivos como el acetato de vitamina E, que causó muertes y lesiones pulmonares permanentes en usuarios en Estados Unidos”, afirma Luciano Arantes, investigador y miembro del comité gestor del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología sobre Sustancias Psicoactivas (INCT-SP) de Brasil.

El panorama se vuelve aún más preocupante cuando se considera el uso clandestino de cannabinoides sintéticos en estos dispositivos. Estas sustancias son creadas en laboratorio para imitar los efectos del tetrahidrocannabinol (THC), el principal componente psicoactivo encontrado en la Cannabis sativa (marihuana). Pero los cannabinoides sintéticos son mucho más potentes y pueden desencadenar efectos neurológicos como convulsiones, brotes psicóticos e incluso muertes por sobredosis.

“Lo que estamos viendo es una carrera química. Grupos clandestinos producen drogas con estructuras cada vez más potentes, que requieren dosis mínimas para obtener el efecto deseado. Como no existe ningún etiquetado ni advertencia, el usuario consume sin saber qué está ingiriendo”, alerta Arantes.

Para enfrentar el problema, investigadores brasileños, con colaboración internacional, desarrollaron un sensor portátil capaz de detectar con precisión cannabinoides sintéticos en líquidos de cigarrillos electrónicos y en fluidos biológicos, como la saliva. El dispositivo fue descrito en un artículo publicado en la revista Talanta.

“Hemos desarrollado un método electroquímico que identifica con alta selectividad y sensibilidad diferentes moléculas de cannabinoides sintéticos. El análisis puede realizarse en cualquier lugar, con una pequeña muestra, y el sensor responde mediante una señal electroquímica característica”, describe Larissa Magalhães de Almeida Melo, primera autora del estudio, junto con la estudiante Cecília Barroso.

El dispositivo utiliza un electrodo de diamante dopado con boro, fabricado en colaboración con un grupo de la Universidad Tecnológica de Bratislava, en Eslovaquia. “Es un sistema simple: el electrodo se conecta a un potenciostato portátil, que puede acoplarse a un celular por su puerto USB-C o incluso por conexión inalámbrica vía Bluetooth. La respuesta es un gráfico de potencial por corriente, con picos específicos que identifican y cuantifican las sustancias presentes”, explica Melo.

“Este sensor representa una gran innovación en el campo de los dispositivos portátiles, pues combina la portabilidad de los sensores impresos con la alta estabilidad de los materiales de diamante dopado con boro, pudiendo ser reutilizados innumerables veces”, subraya Wallans Torres Pio dos Santos, profesor de la Universidad Federal del Valle de Jequitinhonha y Mucuri, en el estado brasileño de Minas Gerais, y coordinador del estudio.

Probado con las sustancias AB-Chminaca y MDMB-4en-Pinaca, dos de los cannabinoides sintéticos más comunes y peligrosos, el sensor demostró capacidad para detectar concentraciones muy bajas, del orden de 0,2 µM, incluso en presencia de altos niveles de nicotina y otras interferencias. En química, el µM, llamado micromolar, es una unidad de medida de la concentración de una sustancia en solución. El valor de 1 µM equivale a una millonésima parte de mol por litro.

“La gran diferencia de nuestro dispositivo radica en la selectividad. Incluso con la complejidad de las muestras, logramos enfocarnos únicamente en las sustancias de interés. Es como entrar en un ambiente oscuro e iluminar solo el punto que queremos observar”, compara Santos.

Además de su aplicación como herramienta de cribado por parte de la policía científica, el aparato podrá utilizarse en el ámbito de la salud pública para la atención inmediata de usuarios en situación de sobredosis o afectados por otras complicaciones, así como en acciones preventivas de reducción de daños. Con este último objetivo, el grupo de investigadores mantiene una colaboración con el “Proyecto BACO – La Toxicología y los Análisis Toxicológicos como fuentes de información para políticas públicas sobre drogas”. “El objetivo de este proyecto es evaluar el uso de nuevas sustancias psicoactivas en fiestas y festivales, mediante el análisis de muestras de fluido oral (saliva). Nuestra colaboración con los investigadores del BACO busca ampliar el objetivo inicial del proyecto para permitir no solo el análisis de la saliva, sino también un cribado inmediato de las sustancias que los asistentes pretendan consumir”, explica Arantes.

“Estos cannabinoides sintéticos están en constante transformación. Surgen nuevas variantes todo el tiempo, y muchas de ellas son extremadamente potentes y peligrosas. Nuestro objetivo es desarrollar tecnologías que puedan llevarse al campo. Queremos que el usuario sepa qué está consumiendo y tenga condiciones para tomar una decisión informada. Eso puede evitar intoxicaciones graves e incluso salvar vidas”, resalta Melo.

“Nuestras encuestas muestran que el 63 % de los usuarios no saben qué están consumiendo. Muchos creen estar usando una droga conocida, pero en realidad pueden estar utilizando una sustancia con una potencia mucho mayor. Al identificar la sustancia en el lugar, el sensor brinda al usuario la oportunidad de tomar una decisión consciente sobre el uso. Eso, por sí solo, ya reduce riesgos y salva vidas”, apunta Santos.

La capacidad de adaptación del método es otro punto fuerte destacado por los investigadores. “Ya hemos desarrollado sensores para otras clases de sustancias, como LSD y sus análogos sintéticos, catinonas y feniletilaminas. También estamos trabajando en la incorporación de reactivos colorimétricos a los sensores, para facilitar la interpretación visual de los resultados”, detalla Arantes.

La FAPESP apoya el proyecto mediante una ayuda a la investigación concedida a José Luiz da Costa, de la Unicamp, la Universidad Estatal de Campinas (estado de São Paulo, Brasil), especialista en toxicología y socio del grupo. Parte de los análisis se realizó en colaboración con su laboratorio, utilizando muestras reales de saliva recolectadas en entornos de consumo.

“Las muestras de saliva utilizadas en el estudio fueron recolectadas en el marco del Proyecto BACO, desarrollado en la Unicamp en asociación con el Ministerio de Justicia y Seguridad Pública [MJSP]. Este proyecto, a su vez, es un desdoblamiento de la investigación ‘La toxicología de las nuevas sustancias psicoactivas (NSP): epidemiología del consumo a través del análisis de muestras de cabello y fluido oral’, también apoyada por la FAPESP, en la cual realizamos por primera vez en Brasil un relevamiento epidemiológico sobre NSP en fiestas y festivales. A partir de los resultados de esta investigación, el MJSP decidió apoyar y ampliar el estudio, permitiendo la recolección de un número mucho mayor de muestras, de 500 en el proyecto inicial a 2,500 en el actual. Esto nos permitió nuevas colaboraciones, incluida esta con el grupo del profesor Wallans”, relata Costa.

“El objetivo es llevar la ciencia a donde pueda tener un impacto directo. Peritos, médicos y profesionales de la salud necesitan herramientas accesibles, rápidas y confiables para enfrentar los desafíos impuestos por las nuevas drogas. Lo que proponemos es una solución práctica, portátil y escalable”, resume Arantes.

El artículo A novel electrochemical method for detecting synthetic cannabinoids in e-cigarette and biological samples using a lab-made electrode puede leerse en: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0039914025010641.

 

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