Prueba digital mide directamente carga viral del VIH en una sola gota de sangre

Un mililitro de sangre consta de aproximadamente 15 gotas individuales. Para una persona que vive con el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), cada una de estas gotas podría albergar desde menos de 20 hasta más de 500.000 copias virales. Esta medida, conocida como carga viral, es esencial para que los médicos evalúen la respuesta a los medicamentos antivirales y controlen la progresión potencial de la enfermedad. Sin embargo, las pruebas de carga viral, que deben repetirse varias veces durante el tratamiento, pueden llevar mucho tiempo. Ahora, los investigadores han diseñado una prueba digital que puede medir de eficazmente la presencia del VIH en una sola gota de sangre, ofreciendo una solución más rentable y en menos tiempo. Esta prueba sienta las bases para herramientas de diagnóstico para una amplia gama de enfermedades infecciosas.

Las pruebas tradicionales de carga viral del VIH requieren la extracción de material genético de la muestra, que luego se amplifica y se compara con muestras de referencia. La prueba estándar de oro RT-PCR puede aproximarse a la carga viral real, pero no la mide directamente. Investigadores de Penn State (University Park, Pensilvania, EUA) idearon un método más directo con su prueba de auto-digitalización a través de partición automatizada basada en membrana (STAMP), que es menos costosa, más rápida y requiere menos sangre que la RT-PCR. El método permite a los investigadores extraer ARN viral (el material genético del virus) de una pequeña muestra de sangre y mezclarlo con una proteína única llamada Cas13, parte del sistema CRISPR. CRISPR-Cas13 es conocido por permitir la selección y manipulación de secuencias de ARN. Los investigadores lo utilizan no solo por sus capacidades de edición, sino también por su potencial de diagnóstico. Los investigadores están empleando CRISPR-Cas13 para detectar y señalar la presencia del VIH.

Imagen: En el nuevo método de cuantificación, una señal molecular brilla verde cuando el VIH se detecta en una molécula de ARN (Fotografía cortesía de Penn State)

Después de que el ARN se combina con Cas13, los investigadores colocan una membrana de policarbonato de nanoporos, un material rentable y fácilmente disponible, en la mezcla. Los nanoporos son tan diminutos que pueden separar la mezcla en gotas individuales, cada una de las cuales contiene solo una molécula de ARN unida a la proteína Cas13. Si el VIH está presente en la molécula de ARN, la proteína Cas13, que el ARN del VIH activa, cortará las moléculas informantes, creando una señal detectable. El número de gotitas que indican esta señal ayuda a los investigadores a determinar la cantidad de VIH en la sangre. Más gotas portadoras de señales significan una mayor carga viral. El equipo probó este método utilizando ARN de VIH sintético para optimizar la sensibilidad y la precisión antes de analizar el plasma de laboratorio y, finalmente, las muestras de plasma de pacientes. El método STAMP se validó midiendo las cargas virales del VIH en muestras de plasma de 20 pacientes, mostrando una precisión comparable al método tradicional de RT-PCR, que generalmente requiere más sangre.

Los investigadores están en proceso de obtener más muestras para realizar más pruebas. También descubrieron que su método podía evaluar con precisión las cargas virales del VIH en aproximadamente 2.000 copias del virus por mililitro de sangre o más. Las cargas virales inferiores a 10.000 copias por mililitro se consideran bajas; las de 20 copias o menos son indetectables; y las cargas virales altas alrededor de 100.000 copias, y potencialmente se extienden más allá del millón. Según el equipo, el rango de detección de 2.000 a 10.000 puede ser crucial para que los médicos controlen a los pacientes de un rebote viral. Las personas que reciben terapia antirretroviral (TARV) pueden alcanzar niveles de virus indetectables, lo que los convierte en no infecciosos sexualmente, pero un aumento en los niveles de virus podría sugerir el desarrollo de resistencia a la TARV u otros problemas.

"Si bien se necesita perfeccionar el método para mejorar su límite de detección y automatizar la configuración, el método CRISPR digital basado en STAMP muestra un gran potencial para avanzar en el monitoreo de la carga viral del VIH", dijo el autor correspondiente Weihua Guan, afirmando que los investigadores continuarán mejorando la eficiencia y precisión de la plataforma para cuantificar múltiples virus, con el objetivo final de llevar el dispositivo al mercado.

Enlaces relacionados:
Penn State