Sensor respiratorio rápido detecta SARS-CoV-2 en el aire exhalado

Las muestras nasales y las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) han sido fundamentales para identificar el SARS-CoV-2, pero pueden resultar incómodas, lentas y logísticamente complejas cuando las muestras requieren transporte. Las alternativas en el punto de atención que proporcionan resultados inmediatos sin manipulación de muestras podrían agilizar el control de infecciones, especialmente cuando los pacientes son más contagiosos. Las pruebas no invasivas basadas en el aliento podrían reducir aún más las barreras para un cribado frecuente.

Ingenieros de la Universidad Northeastern han desarrollado un dispositivo portátil de detección de gases que captura partículas virales en el aliento de una persona y proporciona lecturas casi instantáneas, similar a un etilómetro. La plataforma utiliza un polímero molecularmente impreso (MIP), un material sintético moldeado alrededor de una molécula diana para formar cavidades microscópicas que capturan selectivamente partículas virales específicas, incluida la proteína espiga del SARS-CoV-2. El sensor combina una base de silicio con una capa de grafeno; cuando las partículas virales se unen a las cavidades del MIP, cambia la resistencia eléctrica del dispositivo y se genera una señal detectable.

El equipo perfeccionó la tecnología a través de múltiples generaciones para mejorar la sensibilidad y la selectividad, lo que permitió al sensor reconocer su biomarcador diana mientras ignoraba en gran medida otros compuestos orgánicos volátiles presentes en el aliento exhalado. El dispositivo funciona mejor al inicio de la infección, cuando las personas están eliminando activamente el virus, y su rendimiento disminuye a medida que baja la contagiosidad. La aplicación para SARS-CoV-2 ha recibido una patente de la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos y ha demostrado una alta sensibilidad y precisión, aunque los investigadores señalan que se necesitan más pruebas antes de que la tecnología pueda utilizarse para el diagnóstico clínico.

Como la capa de MIP puede rediseñarse para adaptarse a distintos objetivos, la misma estrategia de detección se está adaptando para otros analitos. El grupo menciona trabajos en curso sobre sensores para partículas asociadas a enfermedades, como la glucosa para la diabetes y ciertas moléculas de ARN relevantes para la detección del cáncer, así como para sustancias como el fentanilo. Se cita la realización de pruebas a mayor escala como el siguiente paso antes de cualquier avance hacia la comercialización.

“Es incluso más rápido que una prueba con hisopo y mucho más fácil de usar”, dijo Nian Sun, profesor distinguido de ingeniería eléctrica y informática en la Universidad Northeastern.

“La belleza de nuestro sensor es que podemos cambiar fácilmente nuestros sensores para patógenos que aparecen o emergen recientemente”, añadió Sun.

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Universidad Northeastern