Analizador de patógenos combina ventajas de pruebas de antígeno y PCR

Las pruebas rápidas de antígeno pueden proporcionar resultados rápidamente en el hogar o en un sitio de prueba, aunque la precisión de estas pruebas deja mucho que desear. Las pruebas basadas en proteínas, en las que los antígenos virales se reconocen en el chip, simplemente no son tan precisas como las pruebas basadas en ácidos nucleicos. En otras palabras: muchas infecciones pasan desapercibidas y también es posible obtener resultados falsos positivos. Se necesita una prueba de PCR para obtener un resultado confiable; sin embargo, esto es significativamente más costoso y lleva más tiempo: el resultado puede demorar hasta dos días en estar disponible. Este dilema de elegir entre velocidad y precisión pronto podría convertirse en cosa del pasado.

Un grupo de investigadores de la Sociedad Fraunhofer (Munich, Alemania) ha desarrollado un analizador de patógenos que combina las ventajas de las pruebas de antígeno y PCR para ofrecer resultados rápidos y fiables. Dado que el analizador de patógenos detecta el material genético de los virus directamente, como en una prueba de PCR, los resultados son extremadamente precisos. Sin embargo, utiliza un método diferente para duplicar el material genético, lo que significa que el resultado está disponible después de solo 20 a 40 minutos. Para hacer esto, los investigadores imprimieron múltiples gotas pequeñas de hidrogel en un chip de prueba, que es similar en tamaño a una prueba rápida de antígeno; los expertos llaman a estas gotitas “biosensores”.

Imagen: El analizador de patógenos puede detectar 12 tipos de virus en un solo barrido (Fotografía cortesía de la Sociedad Fraunhofer)

La muestra, que, como en las pruebas anteriores, se obtiene a través de un hisopo nasofaríngeo y se transfiere a una solución tampón, se aplica a este chip. Luego, el chip de prueba se calienta a 62 grados centígrados en un analizador compacto y móvil. La solución amortiguadora y la alta temperatura exponen el material genético del virus y multiplican los ácidos nucleicos para la detección cuantitativa dentro de los biosensores. Esta reacción tiene lugar a una temperatura constante, no se requiere el calentamiento y enfriamiento del líquido de muestra que es bioquímicamente necesario para una prueba de PCR. Para recibir los resultados de sus pruebas personalizadas, los pacientes pueden conectar una aplicación de teléfono inteligente al analizador. Una señal luminosa en el analizador detecta la cantidad de material genético del patógeno y envía el resultado final directamente a la persona afectada.

Otra característica innovadora del analizador de patógenos es que puede detectar simultáneamente 12 tipos de virus en un solo barrido. Adoptar un enfoque de multiplexación no solo aumenta la confiabilidad de los resultados, sino que también permite detectar hasta 12 tipos diferentes de virus simultáneamente utilizando una sola muestra y un solo chip de prueba. A largo plazo, la prueba también debería funcionar sin un analizador, siendo totalmente utilizable con solo un teléfono inteligente: los teléfonos móviles ya vienen equipados con una fuente de luz y una cámara, y el elemento calefactor se puede integrar en el propio chip de prueba. Luego, esperan los investigadores, la prueba podría proporcionar resultados rápidos, económicos y confiables no solo en ubicaciones centrales como estadios o consultorios médicos, sino también directamente en el hogar, y para una amplia gama de patógenos.

Uno de los desafíos fue ayudar a desarrollar los procesos de fabricación posteriores para la prueba y garantizar que fueran económicos; después de todo, la prueba no debería costar más de un euro cuando se produzca en masa. Por lo tanto, para el chip en sí, los investigadores confían en el procesamiento de rollo a rollo. Los biosensores de muestra individuales se pueden imprimir utilizando una impresora 3D o el proceso de serigrafía establecido.

“A medida que desarrollamos el sistema para que sea modular, se puede adaptar rápidamente para detectar nuevos patógenos”, dijo Daniel Reibert, científico de Fraunhofer IPT. “Cada biosensor contiene moléculas de captura que emiten radiación fluorescente de diferente longitud de onda cuando son irradiadas con luz si han capturado el patógeno apropiado. Como tal, cada biosensor es como una pequeña prueba individual”.

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