«Estamos demostrando que esta plataforma única puede funcionar como diagnóstico, evaluar la respuesta inmunitaria tras la infección y predecir el resultado de la enfermedad, potencialmente todo al mismo tiempo. No conozco muchas pruebas que puedan hacer eso», señaló el desarrollador del sistema de manejo de líquidos para la prueba.
Madrid, 28 de junio (Europa Press).- Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke, en Estados Unidos, han demostrado un dispositivo del tamaño de una tableta que puede detectar de forma fiable múltiples anticuerpos y biomarcadores de COVID-19 simultáneamente. Los resultados iniciales muestran que la prueba puede distinguir entre los anticuerpos producidos en respuesta al SARS-CoV-2 y otros cuatro coronavirus con una precisión del 100 por ciento, según publican en la revista Science Advances.
Los investigadores trabajan ahora para ver si el dispositivo, fácil de usar e independiente de la energía, puede utilizarse para predecir la gravedad de una infección por COVID-19 o la inmunidad de una persona contra las variantes del virus.
Tras demostrar recientemente que la misma plataforma del «ensayo D4» puede detectar las infecciones de ébola un día antes que la prueba estándar de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), los investigadores afirman que los resultados muestran la flexibilidad de la tecnología para adaptarse a otras enfermedades actuales o futuras.
«El ensayo D4 tardó seis años en desarrollarse, pero cuando la OMS declaró el brote como pandemia, empezamos a trabajar para comprimir todo ese trabajo en unos pocos meses, de modo que pudiéramos explorar cómo podría utilizarse el ensayo como herramienta de salud pública –recuerda Ashutosh Chilkoti, profesor distinguido Alan L. Kaganov y catedrático de Ingeniería Biomédica en Duke–. Nuestra prueba está diseñada para ser adaptable y realmente para los puntos de atención, y este es claramente un escenario en el que un diagnóstico portátil, rápido y rentable sería muy útil».
This could really come in handy.
Handheld microfluidic chip detector for rapid, point-of-care detection from single drop of blood for multiple antibodies to #SARSCoV2 including nucleocapsid, spike (S1) and RBD https://t.co/MnTCCZCB0g @ScienceAdvances— Eric Topol (@EricTopol) June 25, 2021
La tecnología se basa en un recubrimiento de polímero en forma de cepillo que actúa como una especie de escudo antiadherente para impedir que todo lo que no sean los biomarcadores deseados se adhiera al portaobjetos de la prueba cuando está mojado.
La gran eficacia de este escudo antiadherente hace que el ensayo D4 sea increíblemente sensible incluso a niveles bajos de sus objetivos. El método permite a los investigadores imprimir diferentes trampas moleculares en distintas zonas del portaobjetos para capturar varios biomarcadores a la vez.
La iteración actual de la plataforma también cuenta con diminutos túneles estampados que utilizan la física de los líquidos para arrastrar las muestras a través de los canales sin necesidad de electricidad. Con sólo una gota de sangre y una gota de lubricante biomolecular, la prueba se ejecuta de forma autónoma en cuestión de minutos y puede leerse con un detector del tamaño aproximado de un iPad muy grueso.
«El detector funciona con pilas y la prueba no requiere ningún tipo de energía, por lo que se puede meter todo en una mochila y hacer la prueba realmente en el punto de atención con unos recursos mínimos», explica Jason Liu, estudiante de doctorado que trabaja en el laboratorio de Chilkoti y que diseñó y construyó el detector.
En el estudio, los investigadores probaron la capacidad del ensayo D4 para detectar y cuantificar los anticuerpos producidos contra tres partes del virus de la COVID-19: una subunidad de la proteína espiga, un dominio de unión dentro de la proteína espiga que se agarra a las células y la proteína de la nucleocápside que empaqueta el ARN del virus.
La prueba fue capaz de detectar los anticuerpos en todos los 31 pacientes analizados con casos graves de COVID-19 después de dos semanas. Además, no dio ningún falso positivo en 41 muestras tomadas de personas sanas antes del inicio de la pandemia, así como en 18 muestras tomadas de personas infectadas por otros cuatro coronavirus de amplia circulación.
Dado que la pandemia está disminuyendo y que se están desarrollando cientos de pruebas de anticuerpos contra la COVID-19, los investigadores no creen que esta prueba en particular vaya a utilizarse en grandes cantidades. Sin embargo, afirman que la precisión y la flexibilidad demostradas de la plataforma la convierten en una candidata ideal para desarrollar otros tipos de pruebas o para su uso en futuros brotes.
Por ejemplo, la plataforma podría ser capaz de comprobar si las personas tienen o no inmunidad a las distintas variantes del SARS-CoV-2 que siguen apareciendo.
«Hay muchas preguntas de la gente sobre si están o no protegidos contra las nuevas variantes, y nuestra prueba podría responder a algunas de ellas –subraya Jake Heggestad, un estudiante de doctorado que trabaja en el laboratorio de Chilkoti y que desarrolló el chip para la prueba–. Creemos que nuestra plataforma debería ser capaz de distinguir si las personas tienen anticuerpos que pueden neutralizar las variantes emergentes de interés o si esos anticuerpos no van a ser protectores contra las nuevas variantes».
Los investigadores también están trabajando para convertir la plataforma en una prueba para múltiples marcadores de pronóstico de COVID-19 que, en conjunto, podrían indicar si un paciente tiene o no probabilidades de padecer un caso grave de la enfermedad.
«Somos constructores de plataformas, así que estamos trabajando para mostrar las formas en que esta tecnología puede ser fácilmente modificada para hacer diferentes cosas –señala David Kinnamon, estudiante graduado que desarrolló el sistema de manejo de líquidos para la prueba–. «Estamos demostrando que esta plataforma única puede funcionar como diagnóstico, evaluar la respuesta inmunitaria tras la infección y predecir el resultado de la enfermedad, potencialmente todo al mismo tiempo. No conozco muchas pruebas que puedan hacer eso».
«Y puede hacer todo esto en una plataforma que es súper fácil de usar y transportable –señala Heggestad–. Una cosa es hacer todo esto en una instalación centralizada como la de Duke, y otra es poder hacer pruebas a gran escala y obtener resultados buenos y sensibles en lugares remotos de todo el mundo».
