El proyecto “Plataforma microfluídica pump-free LAMP-electroquímica para farmacogenómica de tiopurinas en leucemia linfoblástica aguda infantil”, liderado por los profesores de la Facultad Matías Martínez, del Departamento de Ciencias y Tecnología Farmacéutica, y Constanza Venegas, del Departamento de Química Inorgánica y Analítica, fue seleccionado en el concurso Microfluidic Challenge, organizado por el Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal) de la Universidad Técnica Federico Santa María.
El Microfluidic Challenge, impulsado por el CCTVal (centro basal ANID de la UTFSM), tiene como objetivo promover proyectos innovadores basados en tecnologías Lab-on-a-Chip (LoC) y Organ-on-a-Chip (OoC). Su principal valor radica en la generación de alianzas estratégicas con equipos nacionales, ofreciendo acceso a infraestructura de vanguardia —como el Laboratorio de Fotolitografía y Microfluídica— y acompañamiento especializado. Esto permite reducir las barreras de entrada y acelerar los ciclos de diseño, fabricación y prueba. Asimismo, el concurso busca fortalecer el ecosistema local mediante el trabajo interdisciplinario y la transferencia de conocimiento; los proyectos seleccionados se ejecutan en un plazo de un año desde el inicio del trabajo conjunto con el laboratorio del CCTVal.
En este contexto, el proyecto seleccionado desarrolla una plataforma Lab-on-a-Chip pump-free, es decir, sin necesidad de bombas externas, lo que la hace especialmente adecuada para diagnósticos portátiles y de bajo costo. La iniciativa está orientada a la farmacogenómica en oncología pediátrica, específicamente al estudio de la respuesta a tiopurinas en leucemia linfoblástica aguda infantil.
El sistema propuesto sigue un enfoque sample-to-answer: a partir de un hisopado bucal, se realiza la purificación de ADN mediante perlas magnéticas, seguida de una amplificación isotérmica LAMP específica para variantes (SNP) de los genes TPMT y NUDT15. Posteriormente, la detección se realiza de forma dual: por un lado, mediante un método colorimétrico basado en el cambio de pH, y por otro, a través de detección electroquímica utilizando genosensores con lectura por impedancia o voltametría. Esta estrategia proporciona redundancia y validación cruzada de los resultados.
Los datos obtenidos se integran a un módulo de soporte a la decisión clínica (CDS), que traduce el genotipo, junto con covariables clínicas mínimas, en recomendaciones de dosificación de 6-mercaptopurina (6-MP), alineadas con las guías CPIC y adaptadas al protocolo PINDA, tal como se plantea en la propuesta.
El principal resultado esperado es la obtención de un prototipo integrado validado hasta TRL-3, con validación analítica y funcionamiento documentado, estableciendo además una ruta clara hacia TRL-4. La ejecución del proyecto está planificada para un período de 12 meses, que contempla tres etapas generales: diseño y simulación junto con prototipado temprano; microfabricación e integración del sistema; y finalmente, validación analítica y funcional, junto con la integración del módulo CDS.
El trabajo se desarrolla de manera complementaria: el profesor Matías Martínez lidera la integración clínica-farmacogenómica y los aspectos de biología molecular, mientras que la profesora Constanza Venegas encabeza el desarrollo del módulo electroquímico y la funcionalización de electrodos. A ello se suma la colaboración con el CCTVal en el diseño y fabricación de los chips, así como con equipos clínicos PINDA, investigadores en formación y estudiantes.
La iniciativa articula competencias que habitualmente se desarrollan de forma separada, integrando microfluídica y microfabricación, biología molecular, química analítica y electroquímica, junto con el enfoque de medicina personalizada a través del CDS, que permite transformar información genética en recomendaciones clínicas concretas.
Este cruce disciplinario es precisamente el tipo de colaboración que el concurso busca impulsar, fomentando la transferencia de conocimientos y el trabajo interdisciplinario para el desarrollo de herramientas emergentes. En la propuesta se enfatiza, además, que el proyecto contribuirá al fortalecimiento de capacidades nacionales e involucrará a estudiantes y jóvenes investigadores en un entorno altamente interdisciplinario, conectando ingeniería, microfluídica, química analítica, biología molecular y medicina personalizada.
Finalmente, la iniciativa se presenta como un espacio especialmente atractivo para tesistas de pregrado y posgrado, tanto en líneas técnicas —como el diseño e iteración del chip, ensayos LAMP, funcionalización de electrodos y pruebas de lectura— como en aspectos de integración, incluyendo el desarrollo de lectores portátiles, análisis y automatización de datos, y apoyo al módulo de soporte a la decisión clínica.
