Desarrollan una prueba basada en teléfonos inteligentes para detectar la Covid-19 en diez minutos

Innovación al servicio de la Ciencia para responder con más precisión y de manera más rápida en la pandemia de la Covid-19. Ese es el objetivo que persiguen los investigadores de la Universidad de Arizona que están desarrollando un método de prueba de Covid-19 que utiliza un microscopio de teléfono inteligente para analizar muestras de saliva y obtener resultados en aproximadamente 10 minutos. En concreto, el equipo de investigación de UArizona, dirigido por el profesor de ingeniería biomédica Jeong-Yeol Yoon, tiene como objetivo combinar la velocidad de las habituales pruebas de antígenos de frotis nasal existentes con la alta precisión de las pruebas de PCR con frotis nasal o reacción en cadena de la polimerasa.

Los investigadores están adaptando un método económico que crearon originalmente para detectar norovirus, el microbio famoso por propagarse en los cruceros, utilizando un microscopio de teléfono inteligente. De hecho, planean utilizar el método junto con una prueba de gárgaras con saliva desarrollada por Michael Worobey, jefe del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de Arizona y director asociado del Instituto BIO5 de la Universidad de Arizona. Ahora, la última investigación del equipo con muestras de agua, realizada en colaboración con Kelly A. Reynolds, presidenta del Departamento de Comunidad, Medio Ambiente y Política de Arizona Mel and Enid Zuckerman College of Public Health, se publicó ayer en la revista científica Nature Protocols.

“Lo hemos delineado para que otros científicos puedan básicamente repetir lo que hicimos y crear un dispositivo de detección de norovirus”, asegura Lane Breshears, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica en el laboratorio de Yoon. “Nuestro objetivo es que si desea adaptarlo para otra cosa, como lo hemos adaptado para Covid-19, tenga todos los ingredientes que necesita para hacer básicamente su propio dispositivo”. Yoon, miembro del Instituto BIO5 que también es profesor de ingeniería de biosistemas, ciencias biomédicas comparativas y animales, está trabajando con un gran grupo de estudiantes de pregrado y posgrado para desarrollar el método de detección Covid-19 basado en teléfonos inteligentes. “Tengo un par de amigos que tenían Covid-19 que estaban muy frustrados, porque sus resultados de PCR tardaban seis o siete días o estaban obteniendo falsos negativos de las pruebas rápidas de antígenos. Pero cuando se hicieron las pruebas finales de PCR, se enteraron de que habían estado enfermos, como sospechaban“, explica Katie Sosnowski, una estudiante de doctorado en ingeniería biomédica que trabaja en el laboratorio de Yoon. “Es genial trabajar en una plataforma de detección que puede obtener resultados rápidos que también son precisos”.

Detección más barata y sencilla

Los métodos tradicionales para la detección de norovirus u otros patógenos suelen ser costosos, implican una gran cantidad de equipos de laboratorio o requieren conocimientos científicos. La prueba de norovirus basada en teléfonos inteligentes desarrollada en UArizona consiste en un teléfono inteligente, un microscopio simple y un trozo de papel microfluídico, un papel recubierto de cera que guía la muestra líquida para que fluya a través de canales específicos. Es más pequeño y más barato que otras pruebas, y los componentes cuestan alrededor de 45 dólares.

La base de la tecnología, descrita en un artículo de 2019 publicado en la revista ACS Omega, es relativamente simple. Los usuarios introducen anticuerpos con perlas fluorescentes en una muestra de agua potencialmente contaminada. Si hay suficientes partículas del patógeno en la muestra, varios anticuerpos se unen a cada partícula del patógeno. Bajo un microscopio, las partículas de patógenos aparecen como pequeños grupos de perlas fluorescentes, que el usuario puede luego contar. El proceso (agregar perlas a la muestra, empapar un trozo de papel en la muestra, luego tomar una fotografía con un teléfono inteligente bajo un microscopio y contar las perlas) lleva alrededor de 10 a 15 minutos. Es tan simple que Yoon dice que alguien sin formación científica podría aprender cómo hacerlo viendo un breve video.

La versión de la tecnología descrita en el artículo de Nature Protocols realiza mejoras adicionales, como la creación de una carcasa impresa en 3D para el accesorio del microscopio y el chip de papel microfluídico. El documento también presenta un método llamado umbralización adaptativa. Anteriormente, los investigadores establecían un valor fijo para la cantidad de patógeno que constituía un peligro, lo que limitaba los niveles de precisión. La nueva versión utiliza inteligencia artificial para establecer el umbral de peligro y tener en cuenta las diferencias ambientales, como el tipo de teléfono inteligente y la calidad del papel.