Nuevo camino hacia un diagnóstico más rápido de COVID-19 pavimentado en oro

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Los investigadores utilizaron nanopartículas de oro para desarrollar una nueva plataforma de diagnóstico molecular que reduce considerablemente el tiempo necesario para la detección de la COVID-19.

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La rápida propagación de COVID-19, una enfermedad causada por el virus SARS-CoV-2, ha creado una crisis de salud pública en todo el mundo. La detección y el aislamiento tempranos de COVID-19 son clave para controlar la transmisión de enfermedades y proteger a las poblaciones vulnerables. El estándar actual para el diagnóstico de COVID-19 es la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR), una técnica en la que los genes virales se detectan después de que se someten a múltiples ciclos de amplificación. Sin embargo, esta técnica requiere mucho tiempo, lo que crea una acumulación de pruebas en los centros de diagnóstico y conduce a diagnósticos retrasados.      

En un estudio reciente publicado en Biosensors and Bioelectronics, investigadores de Corea y China introdujeron una nueva plataforma basada en nanotecnología que puede acortar el tiempo requerido para el diagnóstico de COVID-19. Su plataforma de detección de PCR de dispersión Raman mejorada en superficie (SERS), preparada con nanopartículas de oro (AuNP) en las cavidades de sustratos de 'nanodimple' de Au (AuNDS), puede detectar genes virales después de solo 8 ciclos de amplificación. Eso es casi un tercio del número requerido con RT-PCR convencional.

“La RT-PCR convencional se basa en la detección de señales de fluorescencia, por lo que se requieren de 3 a 4 horas para detectar el SARS-CoV-2. Esta velocidad no es suficiente teniendo en cuenta la rapidez con la que se propaga el COVID-19. Queríamos encontrar una manera de reducir este tiempo al menos a la mitad”, dice el profesor Jaebum Choo, explicando la motivación detrás del estudio. Afortunadamente, la respuesta no estaba demasiado lejos. En un estudio anterior publicado en 2021, el equipo del profesor Choo había desarrollado una nueva plataforma de detección en la que las señales SERS de alta sensibilidad son producidas por AuNP dispuestas uniformemente en las cavidades de AuNDS a través de una técnica llamada hibridación de ADN. Sobre la base de este descubrimiento anterior, el profesor Choo y su equipo desarrollaron la novedosa plataforma SERS-PCR para el diagnóstico de COVID-19.

El ensayo SERS-PCR recientemente desarrollado utiliza señales SERS para detectar "ADN puente": pequeñas sondas de ADN que se descomponen lentamente en presencia de genes virales objetivo. Por tanto, en muestras de pacientes positivos para COVID-19, la concentración de ADN puente (y por tanto la señal de SERS) disminuye continuamente con ciclos progresivos de PCR. Por el contrario, cuando el SARS-CoV-2 está ausente, la señal del SERS permanece sin cambios.

El equipo probó la eficacia de su sistema utilizando dos marcadores objetivo representativos del SARS-CoV-2, a saber, la proteína de la envoltura (E) y los genes de la polimerasa de ARN dependiente de ARN (RdRp) del SARS-CoV-2. Si bien se requirieron 25 ciclos para la detección basada en RT-PCR, la plataforma SERS-PCR basada en AuNDS requirió solo 8 ciclos, lo que redujo considerablemente la duración de la prueba. “Aunque nuestros resultados son preliminares, proporcionan una prueba de concepto importante para la validez de SERS-PCR como técnica de diagnóstico. Nuestra técnica SERS-PCR basada en AuNDS es una nueva plataforma de diagnóstico molecular prometedora que puede reducir considerablemente el tiempo necesario para la detección de genes en comparación con las técnicas convencionales de RT-PCR. Este modelo se puede ampliar aún más mediante la incorporación de un muestreador automático para desarrollar un sistema de diagnóstico molecular de próxima generación”, explica el Prof. Choo.

De hecho, SERS-PCR podría ser una herramienta importante en nuestro arsenal contra la pandemia de COVID-19. También podría crear un cambio de paradigma en el campo del diagnóstico molecular, revolucionando la forma en que detectamos enfermedades infecciosas y abordamos futuras epidemias.

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La editora en jefe de eTurboNew es Linda Hohnholz. Tiene su sede en la sede central de eTN en Honolulu, Hawái.

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