Plataforma novedosa detecta partículas del coronavirus con “luz lenta”

Los métodos existentes para detectar y diagnosticar la COVID-19 son caros y complejos o inexactos. Ahora, los científicos han desarrollado una nueva plataforma de biodetección para detectar y cuantificar partículas virales utilizando un microscopio óptico simple y proteínas de anticuerpos. Su método versátil, basado en la reducción de la velocidad de la luz, podría allanar el camino hacia nuevas herramientas de diagnóstico y plataformas de detección de próxima generación, rápidas, exactas y de bajo costo.

Los científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (GIST, Gwangju, Corea), desarrollaron una técnica nueva para visualizar fácilmente virus con un microscopio óptico. Un elemento clave de su plataforma de detección, llamada plataforma de inmunoensayo Gires-Tournois (GTIP), es la “estructura de resonancia” de Gires-Tournois, una película hecha de tres capas apiladas de materiales específicos que producen un fenómeno óptico peculiar llamado “luz lenta”. Debido a la forma cómo la luz incidente rebota dentro de las capas resonantes antes de reflejarse, el color de la plataforma vista a través de un microscopio óptico parece muy uniforme. Sin embargo, las partículas de virus de tamaño nanométrico afectan la frecuencia de resonancia de la GTIP en su vecindad inmediata al ralentizar la luz que se refleja a su alrededor. La “luz lenta” se manifiesta como un cambio de color vívido en la luz reflejada de modo que, cuando se ven a través del microscopio, los grupos de partículas de virus parecen “islas” de un color diferente en comparación con el fondo.

Imagen: La nueva plataforma de detección realiza imágenes sin etiquetas de partículas de virus ralentizando la luz (Fotografía cortesía de los CDC)

Para asegurarse de que su sistema solo detecte partículas de coronavirus, los investigadores recubrieron la capa superior de la GTIP con proteínas de anticuerpos específicas para el SARS-CoV-2. Curiosamente, el sistema no solo permitió la detección de partículas virales, sino que, mediante el uso de técnicas de análisis colorimétrico, los investigadores pudieron incluso cuantificar de manera efectiva la cantidad de partículas virales presentes en diferentes áreas de una muestra según el color de la luz reflejada localmente. La simplicidad general del diseño es uno de los principales puntos de venta de la GTIP. Dado que los microscopios ópticos están disponibles en la mayoría de los laboratorios, el método desarrollado por el grupo podría convertirse en una herramienta de diagnóstico y de investigación de virus valiosa y omnipresente. Además, la GTIP no se limita a detectar virus ni depende estrictamente de anticuerpos; cualquier otro agente aglutinante también funciona, ayudando a visualizar todo tipo de partículas que interactúan con la luz.

“En comparación con los métodos de diagnóstico de COVID-19 existentes, nuestro método permite una detección y cuantificación rápidas del SARS-CoV-2 sin necesidad de tratamientos de muestra adicionales, como amplificación y etiquetado”, explicó el profesor Young Min Song de GIST, quien dirigió el grupo de investigación. “Nuestra estrategia se puede aplicar, incluso, para un control dinámico de partículas diana rociadas en el aire o dispersas en superficies. Creemos que este método podría ser la base para las plataformas de biodetección de próxima generación, que permiten una detección simple pero exacta”.

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Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, GIST