Tecnología de prueba sencilla y rápida mejora la detección temprana de la enfermedad de Lyme

La enfermedad de Lyme, transmitida a los humanos a través de las picaduras de garrapatas, presenta un desafío diagnóstico debido a sus síntomas iniciales vagos, como dolores de cabeza, dolor y fatiga, que pueden evolucionar hacia una afección inflamatoria grave y prolongada que afecta las articulaciones, los nervios, el cerebro y el corazón. Esta respuesta inmunitaria compleja a menudo puede confundirse con otras infecciones peligrosas transmitidas por garrapatas, lo que complica el inicio de los tratamientos antibióticos adecuados. Aunque los antibióticos no garantizan una cura, son efectivos para prevenir la progresión de la enfermedad en el 80 % al 90 % de los casos si se administran de manera temprana. Actualmente, el diagnóstico definitivo de la enfermedad de Lyme se basa en una prueba de laboratorio de dos etapas, que puede tardar hasta dos semanas en arrojar resultados y con frecuencia no detecta infecciones en etapa temprana. Ahora, un nuevo enfoque de prueba que utiliza tecnología de inteligencia artificial (IA) ha demostrado su eficacia para diagnosticar con precisión la enfermedad de Lyme en 20 minutos con una sola prueba.

La tecnología de detección de la enfermedad de Lyme desarrollada por investigadores del Instituto de Nanosistemas de California en la UCLA (Los Ángeles, CA, EUA) funciona de manera similar a las pruebas de COVID-19 que se realizan en el hogar. Produce resultados en 20 minutos, interpretados por un lector portátil impulsado por IA. En esta tecnología, una muestra de suero sanguíneo se introduce en un cartucho junto con una solución tampón, iniciando un flujo vertical a través de varias capas de papel similares a esponjas. Una de esas capas está incrustada con péptidos sintéticos (bloques de construcción de proteínas de la bacteria causante de la enfermedad de Lyme) que capturan anticuerpos específicos producidos en respuesta a la infección. El patrón resultante, indicativo de la presencia y concentración de estos anticuerpos, es capturado por un lector digital y analizado por un algoritmo de IA para proporcionar un diagnóstico.

Imagen: Diagrama que muestra los pasos para una prueba de enfermedad de Lyme (foto cortesía de Rajesh Ghosh/UCLA)

En el estudio publicado en Nature Communications, los investigadores validaron la eficacia de este enfoque de una sola prueba frente al método convencional de dos pruebas para la enfermedad de Lyme. Los investigadores entrenaron su algoritmo de IA utilizando diversas muestras de pacientes, incluidas aquellas con enfermedad de Lyme en etapas tempranas, y realizaron pruebas a ciegas para evaluar su tecnología. Reportaron una sensibilidad del 95,5 % en la detección de la enfermedad de Lyme y una especificidad del 100 % en la identificación de muestras negativas. En comparación con las pruebas de laboratorio estándar, esta prueba en el punto de atención se alineó bien, identificando eficazmente la enfermedad de Lyme y distinguiéndola de afecciones similares.

Los materiales de prueba son rentables, con cada papel de prueba a un costo de 3 dólares y el lector adaptado de un teléfono inteligente disponible comercialmente a un costo de 200 dólares. La naturaleza rápida, portátil y asequible de este método de prueba ofrece la posibilidad de un diagnóstico inmediato de la enfermedad de Lyme directamente en el punto de atención. Este desarrollo representa un avance significativo en las tecnologías de diagnóstico rápido que perfilan con precisión la respuesta inmune humana a las infecciones. Los investigadores ahora se están centrando en adaptar esta prueba para su uso con muestras de sangre completa y en simplificar el formato de la prueba. También están en marcha planes para crear un lector de muestras con IA dedicado, independiente de los teléfonos inteligentes. Con un mayor desarrollo y pruebas, esta tecnología podría estar disponible clínicamente en unos pocos años.

“Muchas personas descubren que tienen la enfermedad de Lyme mucho después de que hubiera sido posible tratarla con mucha facilidad”, dijo Dino Di Carlo, coautor correspondiente y profesor Armond y Elena Hairapetian de Ingeniería y Medicina en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA. “Si podemos medir de manera rápida, rentable y sin que sea una carga para el sistema de salud y el paciente, entonces se podría hacer la prueba de manera más rutinaria. Si estuviste en el bosque y tienes signos de una picadura de garrapata u otros síntomas, podría ser prudente hacer una prueba rápida en casa o en la clínica local, lo que podría permitir un posible tratamiento más temprano”.

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California NanoSystems Institute