Dispositivo portátil ofrece pruebas diagnósticas con calidad de laboratorio

Muchas pruebas comunes para enfermedades infecciosas funcionan detectando antígenos relacionados con el virus o anticuerpos creados en respuesta a la infección. Estas pruebas, que ahora incluyen pruebas rápidas de antígenos COVID-19 ampliamente utilizadas, ofrecen las ventajas de velocidad y amplia disponibilidad. Sin embargo, las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) aún las superan en términos de precisión, alcanzando casi el 100 %. Las pruebas de PCR, consideradas el estándar de oro en el diagnóstico de enfermedades infecciosas, destacan porque detectan directamente el material genético de un patógeno, como el ARN. Esta capacidad aumenta la especificidad, reduciendo la probabilidad de falsos positivos. La PCR también puede amplificar cantidades mínimas de material genético, lo que le permite detectar infecciones en niveles muy bajos. Sin embargo, la PCR requiere habilidades especializadas y equipos costosos, lo que limita su disponibilidad, particularmente en entornos de bajos recursos.

Investigadores de la Universidad de Connecticut (Storrs, CT, EUA) han desarrollado una tecnología de plataforma que incorpora capacidades similares a las de la PCR dentro de un dispositivo portátil, como se detalla en un estudio publicado en Advanced Science . Este dispositivo puede detectar el VIH y el SARS-CoV-2 con un rendimiento similar al de la PCR, pero es más accesible, rápido y portátil, lo que podría hacer que los diagnósticos avanzados sean más generalizados. Este nuevo dispositivo, el tubo de laboratorio en un magnetofuidico (LIAMT), integra todas las funciones necesarias en una sola unidad portátil, a diferencia de las múltiples máquinas grandes requeridas para la PCR. LIAMT simplifica el aislamiento de material genético mediante el uso de magnetismo en lugar de centrifugación. Emplea pequeñas perlas magnéticas dentro de un tubo de 1,5 mililitros para capturar el ARN viral, que luego es arrastrado a través de pasos de lavado mediante un imán dentro del dispositivo, aislando efectivamente el ARN. LIAMT no requiere el equipo de ciclado térmico típico de PCR. En cambio, utiliza un proceso constante a baja temperatura facilitado por proteínas especiales que separan y duplican las cadenas de ácido nucleico. Después de la amplificación, el dispositivo LIAMT calienta ligeramente la muestra para derretir una barrera de cera, liberando una solución de enzimas CRISPR que emiten una señal fluorescente al unirse a su objetivo. Esta señal indica la presencia de ARN viral si es lo suficientemente sustancial, visible a través de una pequeña ventana del dispositivo.

Imagen: El procesador portátil LIAMT cuenta con una ventana en la que el usuario puede ver señales de detección de virus fluorescentes (foto cortesía de Ziyue Li)

Este sistema, que carece de equipos pesados como centrífugas y termocicladores, ofrece un avance significativo al hacer que las herramientas de diagnóstico sean más accesibles y rápidas, produciendo resultados en aproximadamente una hora en comparación con los procesos más largos asociados con la PCR tradicional, donde las muestras a menudo necesitan ser enviadas para su análisis. Para verificar su eficacia, los investigadores probaron LIAMT frente a la PCR tradicional utilizando muestras de hisopo para detectar SARS-CoV-2 y muestras de plasma sanguíneo para detectar VIH. Los resultados mostraron que LIAMT tiene una sensibilidad y especificidad comparables, alineándose estrechamente con los resultados de la PCR en la mayoría de los casos. Alentados por estos hallazgos, los investigadores planean refinar aún más el rendimiento y la usabilidad de LIAMT, particularmente para mejorar la atención de los pacientes con VIH que requieren pruebas regulares. Esto podría transformar las pruebas de rutina al eliminar la necesidad de visitas al hospital y prolongados tiempos de espera para los resultados.

“Con nuestro dispositivo, utilizamos el volumen que se podía obtener con un pinchazo en el dedo para producir rápidamente resultados precisos de la prueba del VIH. Los pacientes podrían realizar estas pruebas en un centro de atención local o en casa y recibir la medicación que necesitan más rápidamente”, dijo Changchun Liu, Ph.D., profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Connecticut.

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Universidad de Connecticut