Desarrollan un test que acorta el diagnóstico de infecciones víricas de horas a minutos
MADRID, 30 de julio. (EUROPA PRESS) – Un equipo liderado por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona del CSIC (IMB-CNM-CSIC) ha presentado una nueva plataforma de diagnóstico para la detección de secuencias de ARN viral, la cual permite acortar el proceso de detección al no requerir etapas previas de tratamiento de la muestra, como la amplificación genética que se realiza en los diagnósticos moleculares actuales.
Los investigadores señalan que su capacidad para detectar el virus directamente en muestras clínicas supone un cambio significativo al combinar «rapidez, versatilidad y bajo coste». Este instrumento, cuyos resultados se han publicado recientemente en Analytical Chemistry, está diseñado para diagnosticar infecciones virales en muestras nasofaríngeas.
Hasta el momento, la viabilidad del dispositivo se ha demostrado en la detección del virus SARS-CoV-2, pero los investigadores destacan que la versatilidad del nuevo test permite adaptarlo para identificar otras enfermedades infecciosas.
«El dispositivo incluye microfluídica en papel y medida electroquímica, utilizando una celda electroquímica miniaturizada producida en un chip de silicio, y el uso de nanopartículas magnéticas funcionalizadas complementarias a las secuencias del ARN viral, seleccionadas como biomarcadores, lo que permite la detección en un tiempo máximo de 40 minutos», ha declarado César Fernández, investigador principal del proyecto en el Grupo de Transductores Químicos del IMB-CNM-CSIC.
Fernández también ha destacado que su «innovador» desarrollo aporta al dispositivo «portabilidad y simplicidad, resultando en un precio estimado por análisis inferior a 1 euro». Este ahorro de tiempo es relevante comparado con las más de 24 horas que pueden pasar entre la toma de muestra y la obtención de resultados de la PCR. Durante la pandemia, el estándar analítico para la detección de Covid-19 se basó en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), lo que implicaba el transporte de muestras al laboratorio tras la extracción.
Actualmente, el instrumento desarrollado por el IMB-CNM busca mejorar este diagnóstico molecular, llevándolo al punto de atención al paciente. «Es un dispositivo electroquímico muy simple, barato y de bajo consumo», añade Fernández.
Sensibilidad del sistema y aplicación
El sistema ha demostrado una sensibilidad del 100 % y una especificidad del 93 %, lo que significa que la prueba tiene una alta capacidad para identificar correctamente a las personas que no tienen infección, evitando así «falsos positivos». Estas cifras se han comprobado en la detección del ARN del SARS-CoV-2, mostrando el gran potencial que presenta como herramienta de diagnóstico molecular.
«Es una herramienta muy versátil que podría adaptarse fácilmente para detectar otras enfermedades infecciosas que requieren la implementación rápida y eficiente de programas de cribado masivo. Considerando su bajo coste, la plataforma podría ser utilizada en países con recursos limitados», explica Manuel Gutiérrez-Capitán, investigador del IMB-CNM-CSIC, quien adicionalmente ha señalado que «supone un avance al no requerir etapas previas de tratamiento y poder aplicarse en el punto de necesidad por personal no especializado».
El dispositivo consiste en tres componentes: un chip de silicio que contiene una celda electroquímica formada por dos electrodos de oro, fabricada con tecnología microelectrónica; un componente fluídico de papel; y una carcasa de metacrilato que permite alinear y poner en contacto la celda electroquímica (el chip) y el papel. El único componente desechable e intercambiable es el papel, que se puede reciclar sin problemas.
Además, el dispositivo emplea nanopartículas magnéticas funcionalizadas, modificadas intencionadamente para dotarlas de nuevas capacidades mediante el uso de hebras de oligonucleótidos (moléculas sintéticas de ADN o ARN) complementarias a las secuencias del ARN viral. Estas nanopartículas permiten separar el biomarcador de interés de la matriz de la muestra y, paralelamente, preconcentrarlo en el medio adecuado para su análisis.
Actualmente, se está validando un prototipo preindustrial que integra la electrónica de medida alimentada con la batería de un dispositivo móvil, junto con una app de control. De esta manera, se conseguiría un dispositivo completamente autónomo, interconectado y portátil.
Este dispositivo es el resultado de un trabajo que comenzó en plena emergencia de la pandemia de Covid-19 en 2020, en colaboración con diversos grupos del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC), la Universitat de Barcelona, el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO-CSIC) y el Hospital Universitari Germans Trias i Pujol de Badalona. Ha sido financiado con fondos propios del CSIC, mediante donaciones, y con fondos de recuperación obtenidos a través de la Plataforma Temática Interdisciplinar (PTI) Salud Global del CSIC.
