Microlab altamente automatizado del tamaño de la mitad de una tarjeta de crédito detecta la COVID-19 en 30 minutos
Por el equipo editorial de LabMedica en español Actualizado el 09 Nov 2020 |

Ilustración
Aprovechando la tecnología llamada “laboratorio en un chip” y la técnica de edición genética de vanguardia conocida como CRISPR, los investigadores crearon un dispositivo altamente automatizado que puede identificar la presencia del nuevo coronavirus en solo media hora.
La prueba de microlaboratorio, desarrollada por científicos de Stanford Medicine (Stanford, CA, EUA), aprovecha el hecho de que los coronavirus como el SARS-COV-2, el virus que causa el COVID-19, deja pequeñas huellas genéticas dondequiera que vayan en forma de hebras de ARN, el precursor genético del ADN. Si el ARN del coronavirus está presente en una muestra de hisopo, la persona de quien se tomó la muestra está infectada. Para iniciar una prueba, el líquido de una muestra de hisopo nasal se deja caer en el microlab, que utiliza campos eléctricos para extraer y purificar cualquier ácido nucleico como el ARN que pueda contener. El ARN purificado luego se convierte en ADN y luego se replica muchas veces usando una técnica conocida como amplificación isotérmica.
A continuación, el equipo utilizó una enzima llamada CRISPR-Cas12, hermana de la enzima CRISPR-Cas9 asociada con el Premio Nobel de Química de este año, para determinar si parte del ADN amplificado provenía del coronavirus. Si es así, la enzima activada desencadena sondas fluorescentes que hacen que la muestra brille. Aquí también, los campos eléctricos juegan un papel crucial al ayudar a concentrar todos los ingredientes importantes (el ADN objetivo, la enzima CRISPR y las sondas fluorescentes) juntos, en un espacio diminuto, más pequeño que el ancho de un cabello humano, lo que aumenta drásticamente las posibilidades de que interactúen.
El equipo creó su dispositivo con un presupuesto reducido de alrededor de 5.000 dólares. Por ahora, el paso de amplificación del ADN se debe realizar fuera del chip, pero los investigadores esperan que en unos meses su laboratorio integre todos los pasos en un solo chip. Varias pruebas de diagnóstico a escala humana utilizan técnicas similares de amplificación de genes y enzimas, pero son más lentas y caras que la nueva prueba, que proporciona resultados en solo 30 minutos. Otras pruebas pueden requerir más pasos manuales y pueden tardar varias horas. Los investigadores dicen que su enfoque no es específico para la COVID-19 y se podría adaptar para detectar la presencia de otros microbios dañinos, como E. coli en muestras de alimentos o agua o tuberculosis y otras enfermedades en la sangre.
“El microlab es un chip de microfluidos de apenas la mitad del tamaño de una tarjeta de crédito que contiene una compleja red de canales, más pequeños que el ancho de un cabello humano”, dijo el autor principal del estudio, Juan G. Santiago, profesor de ingeniería mecánica de la Fundación Charles Lee Powell en Stanford y experto en microfluidos, un campo dedicado al control de fluidos y moléculas a microescala mediante chips. “Nuestro chip es único en el sentido de que utiliza campos eléctricos para purificar los ácidos nucleicos de la muestra y para acelerar las reacciones químicas que nos permiten saber que están presentes”.
Enlace relacionado:
Stanford Medicine
La prueba de microlaboratorio, desarrollada por científicos de Stanford Medicine (Stanford, CA, EUA), aprovecha el hecho de que los coronavirus como el SARS-COV-2, el virus que causa el COVID-19, deja pequeñas huellas genéticas dondequiera que vayan en forma de hebras de ARN, el precursor genético del ADN. Si el ARN del coronavirus está presente en una muestra de hisopo, la persona de quien se tomó la muestra está infectada. Para iniciar una prueba, el líquido de una muestra de hisopo nasal se deja caer en el microlab, que utiliza campos eléctricos para extraer y purificar cualquier ácido nucleico como el ARN que pueda contener. El ARN purificado luego se convierte en ADN y luego se replica muchas veces usando una técnica conocida como amplificación isotérmica.
A continuación, el equipo utilizó una enzima llamada CRISPR-Cas12, hermana de la enzima CRISPR-Cas9 asociada con el Premio Nobel de Química de este año, para determinar si parte del ADN amplificado provenía del coronavirus. Si es así, la enzima activada desencadena sondas fluorescentes que hacen que la muestra brille. Aquí también, los campos eléctricos juegan un papel crucial al ayudar a concentrar todos los ingredientes importantes (el ADN objetivo, la enzima CRISPR y las sondas fluorescentes) juntos, en un espacio diminuto, más pequeño que el ancho de un cabello humano, lo que aumenta drásticamente las posibilidades de que interactúen.
El equipo creó su dispositivo con un presupuesto reducido de alrededor de 5.000 dólares. Por ahora, el paso de amplificación del ADN se debe realizar fuera del chip, pero los investigadores esperan que en unos meses su laboratorio integre todos los pasos en un solo chip. Varias pruebas de diagnóstico a escala humana utilizan técnicas similares de amplificación de genes y enzimas, pero son más lentas y caras que la nueva prueba, que proporciona resultados en solo 30 minutos. Otras pruebas pueden requerir más pasos manuales y pueden tardar varias horas. Los investigadores dicen que su enfoque no es específico para la COVID-19 y se podría adaptar para detectar la presencia de otros microbios dañinos, como E. coli en muestras de alimentos o agua o tuberculosis y otras enfermedades en la sangre.
“El microlab es un chip de microfluidos de apenas la mitad del tamaño de una tarjeta de crédito que contiene una compleja red de canales, más pequeños que el ancho de un cabello humano”, dijo el autor principal del estudio, Juan G. Santiago, profesor de ingeniería mecánica de la Fundación Charles Lee Powell en Stanford y experto en microfluidos, un campo dedicado al control de fluidos y moléculas a microescala mediante chips. “Nuestro chip es único en el sentido de que utiliza campos eléctricos para purificar los ácidos nucleicos de la muestra y para acelerar las reacciones químicas que nos permiten saber que están presentes”.
Enlace relacionado:
Stanford Medicine
Últimas COVID-19 noticias
- Inmunosensor nuevo allana el camino para pruebas rápidas POC para COVID-19 y enfermedades infecciosas emergentes
- Encuentran etiologías de COVID prolongada en muestras de sangre con infección aguda
- Dispositivo novedoso detecta anticuerpos contra la COVID-19 en cinco minutos
- Prueba para COVID-19 mediante CRISPR detecta SARS-CoV-2 en 30 minutos usando tijeras genéticas
- Asocian disbiosis del microbioma intestinal con la COVID-19
- Validan prueba rápida novedosa de antígeno para el SARS-CoV-2 con respecto a su exactitud diagnóstica
- Prueba nueva COVID + Influenza + VSR ayudará a estar preparados para la ‘tripledemia’
- IA elimina las conjeturas de las pruebas de flujo lateral
- Prueba de antígeno del SARS-CoV-2 más rápida, jamás diseñada, permite realizar pruebas de COVID-19 no invasivas en cualquier entorno
- Pruebas rápidas de antígeno detectan las variantes ómicron, delta del SARS-CoV-2
- Prueba en sangre realizada durante la infección inicial predice el riesgo de COVID prolongada
- Investigadores afirman que hay que crear “reservistas” de laboratorio para responder más rápidamente a la próxima pandemia
- Estudio encuentra que los profesionales sanitarios mostraron mayor interés en tecnologías POC durante la pandemia
- Plataforma de análisis de bajo costo para la COVID-19 combina sensibilidad de la PCR y velocidad de pruebas de antígeno
- Prueba de sangre por punción digital identifica inmunidad a la COVID-19
- Kit de prueba rápida determina inmunidad contra la COVID-19 y sus variantes
Canales
Química Clínica
ver canal
Nuevo método utiliza luz infrarroja pulsada para encontrar huellas del cáncer en plasma sanguíneo
Tradicionalmente, el diagnóstico de cáncer se ha basado en procedimientos invasivos o laboriosos, como las biopsias de tejido. Ahora, una nueva investigación publicada en ACS Central... Más
Nanotubos de carbono ayudan a construir sensores precisos para monitoreo continuo de la salud
Los sensores actuales pueden medir diversos indicadores de salud, como los niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, es necesario desarrollar materiales para sensores más precisos y sensibles que... MásDiagnóstico Molecular
ver canal
Análisis de sangre podría identificar a pacientes con riesgo de esclerodermia grave
La esclerosis sistémica, también conocida como esclerodermia, causa el endurecimiento de la piel y el tejido conectivo. En muchos casos, la enfermedad también puede dañar órganos... Más
Prueba de sangre basada en genes predice recurrencia del cáncer de piel avanzado
El melanoma, una forma agresiva de cáncer de piel, se vuelve extremadamente difícil de tratar una vez que se propaga a otras partes del cuerpo. En pacientes con tumores de melanoma metastásicos... MásHematología
ver canal
Nuevo sistema de puntuación predice riesgo de cáncer a partir de un trastorno sanguíneo común
La citopenia clonal de significado incierto (CCSI) es un trastorno sanguíneo común en adultos mayores, caracterizado por mutaciones en las células sanguíneas y un recuento ... Más
Prueba prenatal no invasiva para determinar estado RhD del feto es 100 % precisa
En los Estados Unidos, aproximadamente el 15 % de las embarazadas son RhD negativas. Sin embargo, en aproximadamente el 40 % de estos casos, el feto también es RhD negativo, lo que hace innecesaria la... MásInmunología
ver canal
Prueba de células madre predice resultado del tratamiento en cáncer de ovario resistente al platino
El cáncer de ovario epitelial suele responder inicialmente a la quimioterapia, pero con el tiempo, el tumor desarrolla resistencia a la terapia, lo que provoca su recrecimiento. Esta resistencia... Más
Análisis de sangre con aprendizaje automático predice respuesta a inmunoterapia en pacientes con linfoma
La terapia de células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) se ha convertido en uno de los avances recientes más prometedores en el tratamiento de los cánceres... MásMicrobiología
ver canal
Dispositivo portátil ofrece resultados de tuberculosis económico y rápido
La tuberculosis (TB) sigue siendo la enfermedad infecciosa más mortal a nivel mundial, afectando a aproximadamente 10 millones de personas al año. En 2021, alrededor de 4,2 millones de casos... Más
Método basado en IA mejora diagnóstico de infecciones resistentes a fármacos
Las infecciones resistentes a los medicamentos, en particular las causadas por bacterias mortales como la tuberculosis y el estafilococo, se están convirtiendo rápidamente en una emergencia... MásPatología
ver canal
Nuevo método con corrección de errores detecta cáncer únicamente en muestras de sangre
La tecnología de biopsia líquida, que se basa en análisis de sangre para la detección temprana del cáncer y el seguimiento de la carga oncológica en los pacientes,... Más
Algoritmo "detector de metales" consigue tumores vulnerables
Científicos han desarrollado un algoritmo capaz de funcionar como un "detector de metales" para identificar tumores vulnerables, lo que supone un avance significativo en el tratamiento... MásTecnología
ver canal
Dispositivo microfluídico Dolor en un Chip determina tipos de dolor crónico desde muestras de sangre
El dolor crónico es una afección generalizada que sigue siendo difícil de controlar, y los métodos clínicos existentes para su tratamiento se basan en gran medida en... Más
Innovador sensor fluorométrico sin etiquetas permite detección más sensible del ARN viral
Los virus representan un importante riesgo para la salud mundial, como lo demuestran las recientes pandemias, lo que hace que la detección e identificación tempranas sean esenciales para... MásIndustria
ver canal
Cepheid y Oxford Nanopore se unen para desarrollar soluciones con secuenciación automatizada
Cepheid (Sunnyvale, CA, EUA), una empresa líder en diagnóstico molecular, y Oxford Nanopore Technologies (Oxford, Reino Unido), la empresa detrás de una nueva generación de... Más