Pruebas rápidas descentralizadas para el diagnóstico de la COVID-19

Una nueva técnica, “nanoPCR”, permite el diagnóstico de infecciones por COVID-19 en menos de 20 minutos con la exactitud del método de PCR actual.

El diagnóstico de la COVID-19 mediante PCR cuantitativa con transcripción inversa (RT-qPCR) generalmente implica una instrumentación voluminosa en laboratorios centralizados y un tiempo de análisis de una a dos horas. El proceso logístico del transporte de la cadena de frío desde los sitios de muestreo hasta la instalación de pruebas ralentiza aún más el diagnóstico de las RT-PCR convencionales, por lo que, a menudo, el resultado se demora de uno a dos días.

Para mejorar esta situación y proporcionar una plataforma para pruebas descentralizadas de pacientes sospechosos de COVID-19, investigadores del Instituto de Ciencias Básicas (Seúl, Corea del Sur) y colegas en Corea y Estados Unidos, desarrollaron la “nanoPCR”, una PCR rápida de un solo recipiente, con tecnología de transcripción inversa (RT-PCR).

El sistema nanoPCR integra perfectamente el termociclado plasmónico con detección de señal fluorescente en un solo dispositivo. Un concepto clave fue el uso de nanopartículas magneto-plasmónicas (MPN) de doble función para aplicaciones de PCR. Los investigadores notaron que la mayor parte del efecto plasmónico estaba confinado cerca de la superficie de las nanopartículas plasmónicas. Al revestir un núcleo magnético con una capa de oro plasmónico (Au), lograron: (1) un calentamiento plasmónico eficiente comparable al de las nanopartículas sólidas de Au; y (2) separación rápida de nanopartículas con campos magnéticos externos para realizar la detección de señales in situ. Aprovechando estas ventajas, produjeron un sistema nanoPCR compacto que ejecutaba automáticamente la transcripción inversa, la amplificación rápida por PCR y la detección de fluorescencia con solo presionar un botón.

El prototipo de nanoPCR midió simultáneamente tres muestras en 17 minutos. El límite de detección fue de 3,2 copias de genes por microlitro, que es comparable al obtenido con el equipo de PCR de mesa.

Los investigadores utilizaron el método nanoPCR para evaluar muestras clínicas de 75 pacientes con COVID-19 y 75 controles. El dispositivo nanoPCR detectó rápidamente tres objetivos genéticos (N1, N2 y RPP30) y logró una exactitud diagnóstica superior al 99%. No hubo resultados falsos negativos o falsos positivos.

El autor principal, el Dr. Cheon Jinwoo, director del centro de nanomedicina del Instituto de Ciencias Básicas, dijo: “A través de la mejora y miniaturización de la tecnología de PCR, demostramos que es posible realizar diagnósticos POC (punto de atención) basados en PCR, en el campo rápidamente”.

El método nanoPCR se describió en la edición en línea del 3 de diciembre de 2020 de la revista Nature Biomedical Engineering.

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Instituto de Ciencias Básicas