Una nueva técnica de detección sin etiquetas cuenta digitalmente las partículas intactas del virus del SARS-CoV-2 en la saliva o el aliento exhalado
Mientras las instituciones sanitarias y de investigación siguen desarrollando rápidamente nuevas metodologías para detectar el SARS-CoV-2, los investigadores del Laboratorio de Micro y Nanotecnología de Holonyak se han situado en la vanguardia del descubrimiento y han aparecido en la portada del Journal of the American Chemical Society con su artículo.
Enfoque de detección sin etiquetas
University of Illinois Urbana-Champaign Beckman Imaging Group
La detección sin etiquetas, un enfoque que utiliza un biosensor y un instrumento de detección para el seguimiento de la carga viral, es una solución que puede capturar y contar digitalmente las partículas de virus intactas en la saliva o el aliento exhalado para proporcionar un menor coste y reducir el tiempo de diagnóstico de una infección.
En la actualidad, el método más utilizado para analizar el SARS-CoV-2 es el ensayo de PCR, que utiliza la amplificación enzimática para hacer muchas copias de una sección específica del ARN del virus, lo que requiere la extracción del genoma viral y un complejo procedimiento de laboratorio. En cambio, el nuevo enfoque utiliza una molécula de ácido nucleico especialmente diseñada, denominada "aptámero", unida a un biosensor que reconoce selectivamente una de las proteínas de la superficie exterior del virus, y la captura en un solo paso a temperatura ambiente, sin necesidad de otros reactivos. Una vez capturados, los virus se cuentan, utilizando una forma de microscopía recién inventada, que genera imágenes a partir de la luz láser que se dispersa de cada virus capturado.
"Nuestra técnica sólo requiere la muestra de saliva y evita la necesidad de cualquier reactivo adicional, por lo que esperamos que el coste de una prueba se reduzca significativamente y que el proceso general se simplifique en gran medida (que requiera menos mano de obra)", dijo el coautor Nantao Li, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica e informática. "Además, los aptámeros que utilizamos pueden diferenciar selectivamente los virus activos de los inactivos, lo que aporta más solidez a los resultados del diagnóstico. Las técnicas convencionales, como la PCR, detectan la secuencia de ARN viral que puede permanecer en los fluidos corporales incluso después de que los virus infecciosos ya no estén presentes."
Para detectar y contar los virus capturados, el equipo ha inventado recientemente un nuevo método de obtención de imágenes denominado microscopía interferométrica de resonadores fotónicos (PRISM). PRISM utiliza la superficie de un biosensor de cristal fotónico para mejorar la dispersión de la luz de las partículas de virus. El cristal fotónico es una superficie nanoestructurada que proporciona dos efectos. En primer lugar, permite que cada virus disperse más luz de un láser de iluminación, lo que aumenta el contraste de su señal. En segundo lugar, el cristal fotónico dirige la luz dispersa hacia el objetivo del microscopio, lo que permite recoger una mayor fracción de la luz dispersa.
Aunque la detección digital sin etiquetas puede ser una alternativa prometedora a la detección tradicional del SARS-CoV-2, el investigador principal, Brian Cunningham, cree que este enfoque puede ser ampliamente aplicable a otras áreas.
"Ya estamos haciendo planes para realizar pronto un seguimiento de la carga viral del VIH en el plasma, y estamos construyendo una versión más portátil del sistema de detección que sería lo suficientemente pequeña y barata como para funcionar bien en los laboratorios de biología o en las instalaciones de los laboratorios de diagnóstico", dijo Cunningham, titular de la Cátedra Intel Alumni de Ingeniería Eléctrica e Informática.
Para avanzar, el equipo de investigación -compuesto por los investigadores principales Brian Cunningham, Yi Lu, Xing Wang y los coautores Xioajing Wang, Nantao Li y Joseph Tibbs- está diseñando e implementando un nuevo tipo de molécula de captura que reducirá el tiempo de detección a unos pocos minutos. Prevén que en el futuro una persona pueda exhalar en un dispositivo y que las partículas de virus exhaladas se capturen en el sensor.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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