Diseñan plataforma lab en chip para detección de patógenos

Por el equipo editorial de LabMedica en español
Actualizado el 01 May 2017

Un equipo de bioingenieros alemanes ha desarrollado una plataforma integrada y automatizada de laboratorio en chip para la preparación de muestras y la detección de patógenos, basada en ácidos nucleicos, en diversos medios líquidos.

Imagen: Control de nanopartículas magnéticas a través de un chip microfluídico - producido por el método de prototipo rápido - con la ayuda de imanes que se disponen por encima y por debajo del chip microfluídico (Fotografía cortesía del Instituto Fraunhofer de Terapia Celular & Inmunología).

Dado que la detección, basada en el ADN, de los patógenos que se encuentran en muestras líquidas exige muchas etapas complejas, diversos equipos y personal experimentado, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Terapia Celular & Inmunología (Leipzig, Alemania) desarrollaron un prototipo novedoso de una plataforma laboratorio enchip, capaz de poder automatizar el proceso en un solo instrumento.

El sistema incluye un cartucho microfluídico (lab-en-un-chip) y un instrumento de mesa externo. El diseño lineal, simple, del cartucho, se basa en la microfluídica estacionaria, que es un método que no requiere válvulas o actuadores. Este concepto se realiza a través de la implementación de perlas magnéticas funcionalizadas para aislamiento de los patógenos y la extracción del ADN.

El instrumento externo gestiona el transporte de las perlas y el control de la temperatura en las cámaras de reacción, en un modo que es independiente del usuario, y el software, fácil de usar, permite ajustar estos procesos según sea necesario. La detección del producto amplificado se realiza con una unidad óptica basada en LED que proporciona la lectura de la señal fluorescente.

Los investigadores demostraron la prueba de concepto, mediante la detección de E. coli y de Salmonella agregando estos dos patógenos en muestras líquidas y determinándolos mediante la reacción de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) y la PCR. Trabajaron con muestras de un mililitro, pero indicaron que este volumen podría ser ampliado fácilmente.

“Estábamos motivados por la necesidad existente de poder hacer que el análisis molecular de muestras complejas fuese mucho más simple para los usuarios”, dijo la primera autora, la Dra. Natalia Sandetskaya, investigadora en la unidad de nanotecnología del Instituto Fraunhofer de Terapia Celular & Inmunología. “Nuestro interés particular aplicado es la detección de los patógenos en la sangre, por ejemplo, en la sepsis, cuando se deben encontrar rápidamente unos pocos microorganismos en un gran volumen de sangre. Aunque nuestro prototipo actual de la plataforma tendrá que tener un mayor desarrollo para poder ser aplicado, ya hemos demostrado un alto nivel de integración de procesos muy diversos sin hacer que el sistema sea demasiado complejo”.

Los detalles del dispositivo fueron publicados en la edición digital del 22 de marzo de 2017 de la revista Future Science OA.