Investigadores del ICFO-Instituto de Ciencias Fotónicas y del Instituto de Investigación del SIDA IrsiCaixa, ambos en España, han demostrado un nuevo instrumento portátil de bajo costo que manipula luz y fluido para una detección rápida y confiable de SARS-CoV-2 en muestras de saliva. Aunque aún se encuentra en la etapa de investigación, el nuevo dispositivo podría ofrecer una mayor sensibilidad que las pruebas rápidas de antígeno COVID-19 de hoy en día y, al mismo tiempo, ser más rápido y rentable que las pruebas de PCR.
“Nuestro instrumento, que requiere solo unas pocas gotas de saliva, sería útil para la proyección masiva en entornos como restaurantes, escuelas, oficinas, teatros y cines. Además, la tecnología se puede adaptar fácilmente para detectar marcadores de otros patógenos, incluidos aquellos que pueden estar involucrados en futuros brotes”, ha señalado el investigador Alfredo Ongaro del ICFO.
En la revista Biomedical Optics Express de Optica Publishing Group, los investigadores han informado que el sistema detectó correctamente el 91,2% de los casos positivos de COVID-19 y el 90% de los casos negativos en pruebas de más de 50 muestras de saliva previamente congeladas. La prueba puede medir cantidades muy pequeñas de virus como las pruebas de PCR, pero es tan rápida como las pruebas rápidas de antígenos.
El nuevo instrumento, que los investigadores denominan lector de virometría de flujo, se basa en una modificación de la citometría de flujo, una técnica basada en láser que usa fluorescencia para contar o analizar células. En lugar de contar células, el nuevo dispositivo detecta la emisión de luz de anticuerpos fluorescentes que se unen a partículas virales específicas. Puede ofrecer resultados cuantitativos en menos de 30 minutos utilizando un instrumento del tamaño de una caja de zapatos.
HACIENDO UNA MEJOR PRUEBA
El nuevo instrumento ha sido desarrollado como una colaboración entre el grupo de optoelectrónica del ICFO liderado por Valerio Pruneri y el Instituto de Investigación del Sida IrsiCaixa, un centro especializado en enfermedades infecciosas.
Se trata de un instrumento portátil y económico para la detección de virus que combina un lector de fluorescencia y un chip microfluídico
“El lector de virometría de flujo que desarrollamos en el ICFO, junto con la metodología de detección de virus en saliva de IrsiCaixa, crea una técnica alternativa fiable y factible a las pruebas existentes. El lector se puede construir fácilmente con componentes disponibles en el mercado y permite realizar hasta 2000 pruebas por día con un solo dispositivo”, ha subrayado Rubaiya Hussain, investigadora del ICFO.
Para realizar una prueba, se introduce una muestra de saliva en una solución que contiene anticuerpos fluorescentes que se unirán a las partículas de SARS-CoV-2. Luego, la muestra es procesada por el lector de virometría de flujo, que utiliza un solo canal de microfluidos para pasar la muestra a través de una configuración de detección e iluminación láser. Si las partículas virales están presentes en la solución, cambian la fluorescencia de la muestra de manera detectable, brindando información que puede usarse para calcular la concentración viral.
DETERMINACIÓN DE LOS LÍMITES DE DETECCIÓN
Los investigadores calibraron el nuevo instrumento determinando sus límites de detección utilizando un conjunto de muestras de saliva preparadas que contenían una cantidad conocida de virus. “Obtuvimos un resultado sobresaliente al detectar 3.834 copias virales por mililitro. Esto es al menos tres órdenes de magnitud inferior al de las pruebas rápidas de antígenos disponibles en el mercado, lo que demuestra que nuestro dispositivo puede detectar la presencia de virus en muestras de muy baja concentración”, ha señalado Ewelina Wajs, investigadora del ICFO.
Luego evaluaron el desempeño del sistema para detectar el SARS-CoV-2 en muestras clínicas. Para ello, realizaron una prueba a ciegas de muestras de saliva congelada de más de 50 individuos positivos a la COVID-19 y no infectados. El instrumento detectó de forma fiable 31 de 34 muestras de pacientes positivas para COVID-19 y 18 de 20 muestras negativas para SARS-CoV-2, que se habían analizado previamente mediante pruebas de PCR. Si bien la tecnología propuesta tiene el potencial de reemplazar o complementar las pruebas de PCR, se necesitan más experimentos para evaluar clínicamente la similitud de los dos métodos.
Los investigadores ahora están trabajando para desarrollar un lector de virometría de flujo integrado para el análisis simultáneo de antígenos y anticuerpos del SARS-CoV-2. Dicho dispositivo de prueba podría identificar infecciones activas y proporcionar información sobre la respuesta inmune a una infección o vacunación previa. Esto permitirá una verificación rápida de la eficacia de la vacuna y ayudará a determinar si se necesitan refuerzos de vacunación adicionales.
Antes de pasar a la fase de comercialización, los investigadores realizarán una serie de pruebas adicionales para aumentar las estadísticas y la especificidad del dispositivo. “Sin embargo, estamos ansiosos por iniciar nuevas colaboraciones y el dispositivo está listo para alquilarlo a otras entidades para que también puedan explorar todo el potencial y la versatilidad de nuestro sistema”, dijo Pruneri.