Nuevo método de prueba del antígeno COVID-19 ofrece resultados muy precisos en menos de tres minutos

Una nueva prueba rápida de frotis nasal de antígeno elimina los falsos positivos y detecta las proteínas Spikes de COVID-19 antes de la aparición de los síntomas.

Investigadores de la Universidad de Northwestern (Evanston, IL, EUA) aprovecharon una plataforma de sensores en voladizo para desarrollar una prueba de antígeno multiplexada, rápida y rentable, con potencial para el diagnóstico en el punto de atención. Su alta sensibilidad a proteínas específicas puede permitir que la plataforma detecte diferentes virus, variantes de COVID-19 y marcadores relacionados con la prueba, con potencial para usar el aliento para la prueba de COVID-19

Las nuevas variantes del virus COVID-19 han desafiado la capacidad de los métodos de prueba existentes para entregar resultados de rápidos y consistentemente precisos, ya que las pruebas de PCR deben enviarse a los laboratorios y pueden tardar días en devolverse. Además, las alternativas rápidas de antígenos luchan por igualar el estándar de oro. Pero para reducir efectivamente la tasa de infección, los espacios como las escuelas y los hospitales necesitan formas de identificar con precisión a las personas infectadas durante los primeros días de la infección cuando entran por la puerta.

El nuevo método de detección COVID-19 basado en antígenos demostró una precisión del 100% en una prueba a ciegas en cinco minutos o menos desde el hisopo hasta la señal. La prueba de hisopado rápido utiliza una plataforma nanomecánica para detectar múltiples proteínas de superficie en el virus COVID-19 y muestra potencial para diferenciar entre distintas variantes y virus. La prueba de alta sensibilidad también se está desarrollando como un método de detección rápido de COVID-19 de aliento exhalado, similar a una prueba de alcoholemia.

La plataforma, que aprovecha voladizos microscópicos, se desarrolló originalmente hace 15 años para detectar interacciones de proteínas con el ADN, por lo que podría "desempolvarse" y reutilizarse de manera efectiva. Los diminutos voladizos están hechos de silicona y se pueden reproducir fácilmente siguiendo un molde, lo que los convierte en una opción atractiva para una posible producción en masa. Después de optimizar la tecnología antigua para su uso con imágenes electrónicas, los científicos adquirieron muestras de hisopos de pacientes y utilizaron datos para comprender cómo se mueven las enfermedades en las comunidades. El equipo aplicó recubrimientos de diferentes antígenos COVID-19 en cada "dedo" de cinco voladizos de silicio junto a uno adicional como referencia. Luego, las muestras de hisopo recolectadas se injertaron en la superficie del voladizo. Si los anticuerpos COVID-19 estaban presentes en la muestra, hacían que el voladizo delgado con los antígenos correspondientes se doblara, y cada dedo sirvió como una línea de defensa adicional para cualquier otro antígeno.

Además de incorporar múltiples variantes y enfermedades en el mecanismo, el objetivo del equipo es expandir la plataforma para tener más capacidades. Los investigadores ahora están buscando formas de escalar y producir la tecnología y, en última instancia, llevarla a los dispositivos móviles, utilizando el enfoque para llevar las pruebas sin contacto al público. Los niños que regresan a la escuela, combinados con el hecho bien investigado de que las poblaciones desatendidas corren un mayor riesgo de exposición, subraya la necesidad de enfoques de diagnóstico rápidos y no invasivos. El muestreo de aliento podría usarse para manejar y mitigar futuros desafíos de salud pública, según los investigadores. Por ejemplo, las personas que ingresan a hoteles, hospitales y escuelas podrían tomar una de esas pruebas para respirar en ellas y saber si están infectadas cuando estén del otro lado de la habitación. Desarrollar esta comprensión rápida de las personas que están enfermas, incluso sin mostrar síntomas, puede cambiar la forma en que funcionan las estrategias de mitigación.

"Estábamos emocionados de aplicar la tecnología porque estos son micro y nanosistemas que no necesitan mucho material viral para marcar la diferencia", dijo el profesor de ingeniería y ciencia de materiales de Northwestern, Vinayak P. Dravid. “Los microvoladizos pueden brindarle una respuesta más rápida, en dos o tres minutos, porque aprovechan la unión superficial de afinidad específica. Y a diferencia de la mayoría de los sensores disponibles que dependen de una sola proteína, podemos observar varios objetivos al mismo tiempo ".

"En lugar de hisopos nasales, queremos usar el aliento", agregó Dravid. “Debido a que la sensibilidad de la técnica es tan buena, el aliento tiene una carga viral más baja, pero tiene suficiente virus para que esta tecnología lo detecte”.

La tecnología no se limita a la detección de COVID-19, según Gajendra S. Shekhawat, profesor de investigación en ingeniería y ciencia de materiales de Northwestern. "Tenemos algunos datos iniciales para demostrar la alta sensibilidad a otras enfermedades además del COVID", dijo. "También estamos desarrollando microfluídicos integrados que nos permitirán sumergir múltiples voladizos en soluciones de anticuerpos y detectar múltiples cargas virales al mismo tiempo".

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Universidad Northwestern