Biosensor electroquímico sin células detecta directamente anticuerpos contra la gripe en la sangre en el POC

La detección cuantitativa de anticuerpos específicos en muestras complejas como la sangre puede permitir identificar varias enfermedades, aunque, generalmente requiere un complicado procedimiento de laboratorio. Los investigadores ahora han desarrollado un nuevo método para la detección rápida, económica, pero cuantitativa y específica de anticuerpos en el punto de atención. El nuevo método utiliza un biosensor electroquímico sin células que puede detectar directamente anticuerpos contra enfermedades como la gripe en suero sanguíneo.

La gripe es una enfermedad epidémica grave y generalizada que puede resultar fatal y crear importantes consecuencias sociales y económicas. Esto hace que la evaluación clínica de las respuestas inmunitarias a las vacunas contra la gripe y las infecciones sea muy importante. Un método de diagnóstico simple, económico y en el punto de atención es una alternativa más adecuada a los costosos y complejos análisis de laboratorio actualmente disponibles. El nuevo método desarrollado por investigadores de la Universidad de Roma (Roma, Italia) satisface esta necesidad y se basa en circuitos genéticos “programables”, transcripción libre de células y detección electroquímica.

En las células vivas, las ARN polimerasas leen los genes y los transcriben en una secuencia de ARN, que luego actúa como un modelo para construir proteínas. Esta “maquinaria” también puede ser utilizada por sistemas sin células. Para construir el nuevo detector, los investigadores combinaron este tipo de maquinaria con circuitos de genes sintéticos diseñados específicamente que se "activan" cuando el anticuerpo que se está analizando está presente en la muestra. Como ejemplo, el equipo diseñó una prueba que detecta anticuerpos contra la gripe, que se dirigen contra una molécula de superficie en los virus de la influenza. Los investigadores lograron esto mediante el desarrollo de un gen sintético con un promotor incompleto que es un segmento de ADN que controla la lectura del gen. Si el promotor está incompleto, la ARN polimerasa de no puede comenzar la transcripción del ARN.

La solución de prueba también contiene un par de hebras de ADN sintético que están unidas a una porción de proteína (también llamada péptido) que es reconocida específicamente por los anticuerpos contra la gripe. Tras la unión entre los anticuerpos y el péptido, las dos cadenas de ADN se organizan de una manera que completa el promotor y activa el gen sintético. La ARN polimerasa ahora puede acoplarse al gen sintético y comenzar a transcribir las hebras de ARN. Estas hebras de ARN, a su vez, pueden unirse específicamente a una sonda de ADN fijada a un pequeño electrodo desechable y proporcionar un cambio de señal de corriente medible.

Siempre que no haya anticuerpos presentes, no se transcribirá ARN y el electrodo desechable no medirá ningún cambio en la señal de corriente. Si la muestra contiene anticuerpos contra la gripe, la maquinaria sintetiza ARN, que se une al electrodo y genera una señal de corriente. El sistema confiable y económico es muy específico y sensible, y requiere volúmenes de muestra muy pequeños, lo que permite miniaturizarlo fácilmente para desarrollar una herramienta de diagnóstico portátil y fácil de usar. El sistema también se puede adaptar para detectar una amplia variedad de otros anticuerpos.