Sensor nuevo detecta rápidamente el estatus de infección, severidad e inmunidad en la COVID-19

Un nuevo tipo de prueba multiplexada (una prueba que combina múltiples tipos de datos) con un sensor de bajo costo podría permitir el diagnóstico de una infección por COVID mediante el análisis rápido de pequeños volúmenes de saliva o sangre, sin la participación de un profesional médico, en menos de 10 minutos.

Una característica del virus COVID-19, que hace que sea tan difícil de contener, es que una persona que aún no ha mostrado signos de infección puede transmitirlo fácilmente a otras personas. El portador del virus podría sentirse perfectamente bien y seguir con sus actividades diarias, llevándose el virus al trabajo, a la casa de un miembro de la familia o a reuniones públicas. Una parte crucial del esfuerzo mundial para detener la propagación de la pandemia, por lo tanto, es el desarrollo de pruebas que puedan identificar rápidamente infecciones en personas que aún no presentan síntomas.


Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech Pasadena, CA, EUA), desarrollaron sensores inalámbricos que pueden monitorear condiciones como la gota, así como los niveles de estrés, mediante la detección de niveles extremadamente bajos de compuestos específicos en sangre, saliva, o sudor. Los sensores están hechos de grafeno, una forma de carbono en forma de hoja. Una hoja de plástico grabada con láser genera una estructura de grafeno 3D con poros diminutos. Esos poros crean una gran cantidad de área superficial en el sensor, lo que lo hace lo suficientemente sensible como para detectar, con alta exactitud, compuestos que solo están presentes en cantidades muy pequeñas. En este sensor, las estructuras del grafeno se acoplan con anticuerpos, moléculas del sistema inmunológico que son sensibles a proteínas específicas, como las de la superficie de un virus COVID, por ejemplo.

Las versiones anteriores del sensor estaban impregnadas con anticuerpos para la hormona cortisol, que está asociada con el estrés y contra el ácido úrico, que en altas concentraciones causa la gota. La nueva versión del sensor, que recibió el nombre de SARS-CoV-2 RapidPlex, contiene anticuerpos y proteínas que le permiten detectar la presencia del propio virus; anticuerpos creados por el cuerpo para combatir el virus; y marcadores químicos de inflamación, que indican la gravedad de la infección por COVID-19. Las tecnologías de análisis de COVID establecidas suelen tardar horas o incluso días en producir resultados. Esas tecnologías también requieren equipos costosos y complicados, mientras que el sistema de Caltech es simple y compacto. Hasta ahora, el dispositivo ha sido probado solo en el laboratorio con una pequeña cantidad de muestras de sangre y saliva obtenidas con fines de investigación médica de personas que dieron positivo o negativo a la COVID-19. Aunque los resultados preliminares indican que el sensor es altamente exacto, se debe realizar una prueba a mayor escala con pacientes del mundo real en lugar de muestras de laboratorio para determinar definitivamente su exactitud, según los investigadores.

Con el estudio piloto ahora terminado, los investigadores planean probar cuánto duran los sensores con un uso regular y comenzar a probarlos con pacientes hospitalizados con COVID-19. Después de las pruebas realizadas en el hospital, al equipo le gustaría estudiar la idoneidad de las pruebas para uso en el hogar. A continuación de las pruebas, el dispositivo deberá recibir la aprobación reglamentaria antes de que esté disponible para un uso generalizado en el hogar.

“Esta es la única plataforma de telemedicina que he visto que puede proporcionar información sobre la infección en tres tipos de datos con un solo sensor”, dijo Wei Gao, profesor asistente en el departamento de ingeniería médica Andrew y Peggy Cherng, en cuyo laboratorio se llevó a cabo la investigación. “En tan solo unos minutos, podemos verificar simultáneamente estos niveles, por lo que obtenemos una imagen completa de la infección, incluida la infección temprana, la inmunidad y la gravedad”.

“Nuestro objetivo final es realmente el uso doméstico”, añadió Gao. “En el próximo año, planeamos enviarlos por correo a personas de alto riesgo para que realicen pruebas en el hogar. Y, en el futuro, esta plataforma podría ser modificada para otros tipos de pruebas de enfermedades infecciosas en el hogar”.

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Instituto de Tecnología de California