[en] Neglected Tropical Diseases (NTDs) belong to the group of infectious diseases. They are endemic in most parts of the world, affecting more than one billion people worldwide, especially low income populations from developing regions. The infection to humans is characterized by a chronic and prolonged asymptomatic incubation period without noticeable symptoms of the disease, which delays the prescription of a suitable and timely medical treatment. The prevention, diagnosis and control of these diseases still remain an unsolved medical challenge. This thesis aimed to develop a non-invasive, safe and patient-friendly methodology for rapid diagnosis of NTDs. The thesis approach was based on disease diagnosis via exhaled breath samples analyses, which are easy to obtain and present no discomfort or risk for patients' health. The thesis work was focused on three different types of neglected tropical diseases (Dengue, Echinococcosis and Leishmaniasis) caused by three different pathogens (viral, helminthic and protozoan infections, respectively). Breath collection was realized with homologated Bio-VOCTM breath samplers, which are simple and user friendly and require minimal training. For analyzing the breath samples, at first standard analytical techniques were employed for the identification of the breath volatile biomarkers of these diseases. As another objective of my thesis, an array of cross reactive chemical gas sensors based on ultrapure metal nanoparticles – ligand nanoassemblies comprising diverse functional organic ligands was designed and fabricated employing an innovative physical deposition route. The new sensors were characterized and employed for the analysis of the breath print profiles of the diseases under study. The responses of the chemical gas sensors to the breath samples were used to build predictive pattern recognition models for the diagnoses of these diseases. The results obtained revealed that exhaled breath analysis with cross reactive gas sensors arrays based on ultrapure metal nanoparticles-ligand nanoassemblies holds significant potential as a cost-effective, simple and non-invasive diagnostic test for NTDs.

[es] Las enfermedades tropicales desatendidas (ETD) pertenecen al grupo de enfermedades infecciosas. Son endémicas en la mayor parte del mundo y afectan a más de mil millones de personas en todo el mundo, especialmente a las poblaciones de bajos ingresos de las regiones en desarrollo. La infección en humanos se caracteriza por un período de incubación asintomática crónica y prolongada sin síntomas notables de la enfermedad, lo que retrasa la prescripción de un tratamiento médico adecuado y oportuno. La prevención, el diagnóstico y el control de estas enfermedades siguen siendo un desafío médico no resuelto aún. Esta tesis ha tenido como objetivo desarrollar una metodología no invasiva, segura y amigable para el paciente para un diagnóstico rápido de las ETD. El enfoque de mi tesis se basó en el diagnóstico de la enfermedad a través del análisis de muestras de aliento exhalado, que son fáciles de obtener y no presentan molestias ni riesgos para la salud de los pacientes. El trabajo de mi tesis se centró en tres tipos diferentes de enfermedades tropicales desatendidas (dengue, equinococosis y leishmaniasis) causadas por tres patógenos diferentes (infecciones virales, helmínticas y protozoarias, respectivamente). Las muestras de aliento se recogieron con dispositivos homologados Bio-VOC, que son fáciles de usar y requieren de una preparación mínima. Para analizar las muestras de aliento, primero se emplearon técnicas analíticas estándar para la identificación de los biomarcadores volátiles de estas enfermedades. Otro de los objetivos de mi tesis fue diseñar y fabricar una matriz de sensores químicos de gases con sensibilidades cruzadas basados en nanopartículas de metal ultrapuro funcionalizadas con diversos compuestos orgánicos, para lo cual empleé una técnica innovadora basada en deposición física en fase vapor. Los nuevos sensores fueron caracterizados y se emplearon para identificar los patrones de las enfermedades estudiadas en las muestras de aliento. Las respuestas de los sensores químicos de gases expuestos a las muestras de aliento se usaron para construir modelos de reconocimiento de patrones para el diagnóstico de estas enfermedades. Los resultados obtenidos han revelado que el análisis del aliento exhalado con una matriz de sensores de gases basados en nanoensamblajes de nanopartículas de metal ultrapur