Nuevo chip sensor se muestra prometedor para diagnóstico de enfermedades POC rápido y de bajo costo

La técnica de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) es un método popular para identificar patógenos mediante la amplificación de su ADN. La detección de productos amplificados por LAMP, como el ADN de patógenos, generalmente requiere el uso de tintes fluorescentes para "etiquetar" estos productos, lo que puede ser costoso y tener baja sensibilidad. Ahora, los investigadores han diseñado un nuevo sensor capaz de diagnosticar patógenos sin necesidad de estos reactivos y con un alto grado de sensibilidad. Este nuevo desarrollo también elimina el lento proceso de purificación de ADN, que a menudo plantea desafíos para las aplicaciones en el punto de atención.

Los científicos de Texas A&M AgriLife Research (College Station, TX, EUA) en colaboración con la Universidad Estatal de Iowa (Ames, IA, EUA) han desarrollado un chip sensor capaz de identificar numerosos patógenos causantes de enfermedades con una sensibilidad diez veces mayor que las técnicas existentes. El chip sensor elimina la necesidad de reactivos de colorantes químicos usualmente empleados en el diagnóstico. El innovador chip consiste en un sensor de película delgada de nanoporos alojado dentro de una cámara de reacción única. Los cebadores de diseño exclusivo se inmovilizan en la nanopelícula, lo que hace que los productos amplificados LAMP se unan al sensor. Las señales resultantes se pueden medir directa y fácilmente con un espectrómetro portátil. El sensor entrega resultados en aproximadamente 30 minutos. Esta nueva tecnología promete diagnósticos rápidos y económicos en el punto de atención en varios sectores, incluidos plantas, alimentos, animales y salud humana, incluida la detección de patógenos transmitidos por alimentos, gripe aviar y COVID-19.

En su estudio, los investigadores utilizaron el innovador sensor para identificar Phytophthora infestans, un patógeno que causa la enfermedad del tizón tardío altamente destructiva, que representa una amenaza significativa para los cultivos de papa y tomate en todo el mundo. El chip LAMP ofrece una nueva plataforma portátil para la detección de patógenos, empleando sensores sin etiquetas con una sensibilidad excepcional. El equipo de investigación se centrará ahora en aumentar su sensibilidad a niveles subattomolares o incluso inferiores. Su objetivo es superar los desafíos existentes en la identificación y diferenciación de especies y cepas de patógenos que comparten altas similitudes de secuencia. El equipo también planea mejorar la especificidad de la detección e implementar la detección cuantitativa integrando la inteligencia artificial y las tecnologías de edición de genes CRISPR. Su objetivo es desarrollar un producto factible para un uso amplio en aplicaciones de punto de atención para la salud humana, animal y vegetal.

“Esta investigación avanza en tecnologías que han surgido como algunas de nuestras mayores oportunidades para mejorar la agricultura, la seguridad alimentaria y la salud humana”, dijo Junqi Song, Ph.D., profesor asociado y líder de investigación de inmunidad vegetal en AgriLife Research. “Nuestra publicación representa un paso hacia la realización de estas poderosas herramientas contra las enfermedades”.

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Texas A&M AgriLife Research
Universidad Estatal de Iowa