- El test rápido ofrece resultados positivo o negativo.
- Mide la carga viral o concentración de SARS-CoV-2.
- Muestra determinada en menos de 30 minutos.
Berkeley, California–Uno de los principales obstáculos para combatir la pandemia de COVID-19 y reabrir completamente las comunidades en todo el país es la disponibilidad de pruebas rápidas masivas.
Saber quién está infectado proporcionaría información valiosa sobre la posible propagación y la amenaza del virus tanto para los responsables políticos como para los ciudadanos.
Sin embargo, las personas a menudo deben esperar varios días para recibir los resultados, o incluso más cuando hay un retraso en el procesamiento de las pruebas de laboratorio. Y la situación empeora por el hecho de que la mayoría de las personas infectadas tienen síntomas leves o no presentan síntomas, pero aún así portan y propagan el virus.
En un nuevo estudio publicado en la revista científica Cell , la técnica fue diseñada en colaboración con el bioingeniero de UC Berkeley, Daniel Fletcher, PhD, así como con Jennifer Doudna, PhD., investigadora principal en Gladstone, profesora de UC Berkeley, presidenta del Innovative Genomics Institute e investigadora del Howard Instituto Médico Hughes.
Doudna ganó recientemente el Premio Nobel de Química 2020 por co-descubrir la edición del genoma CRISPR-Cas, la tecnología que subyace a este trabajo.
Su nueva prueba de diagnóstico no solo puede generar un resultado positivo o negativo, sino que también mide la carga viral (o la concentración de SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19) en una muestra determinada.
Prueba sencilla y directa
Las pruebas actuales de COVID-19 utilizan un método llamado PCR cuantitativa, el estándar de oro de las pruebas. Sin embargo, uno de los problemas con el uso de esta técnica para probar el SARS-CoV-2 es que requiere ADN.
El coronavirus es un virus de ARN, lo que significa que para utilizar el enfoque de PCR, el ARN viral debe convertirse primero en ADN. Además, esta técnica se basa en una reacción química de dos pasos, que incluye un paso de amplificación para proporcionar suficiente ADN para que sea detectable.
Por lo tanto, las pruebas actuales generalmente necesitan usuarios capacitados, reactivos especializados y equipos de laboratorio engorrosos, lo que limita en gran medida dónde se pueden realizar las pruebas y provoca retrasos en la recepción de los resultados.
Como alternativa a la PCR, los científicos están desarrollando estrategias de prueba basadas en la tecnología de edición de genes CRISPR, que se destaca en la identificación específica de material genético.
Todos los diagnósticos CRISPR hasta la fecha han requerido que el ARN viral se convierta en ADN y se amplifique antes de que pueda detectarse, lo que agrega tiempo y complejidad. Por el contrario, el enfoque novedoso descrito en este estudio reciente omite todos los pasos de conversión y amplificación, utilizando CRISPR para detectar directamente el ARN viral.
Parinaz Fozouni, estudiante graduado de UCSF que trabaja en el laboratorio de Ott en Gladstone, había estado trabajando en un sistema de detección de ARN para el VIH durante los últimos años. Pero en enero de 2020, cuando quedó claro que el coronavirus se estaba convirtiendo en un problema mayor a nivel mundial y que las pruebas eran un peligro potencial, ella y sus colegas decidieron cambiar su enfoque al COVID-19.
Cómo funciona
En la nueva prueba, la proteína Cas13 se combina con una molécula informadora que se vuelve fluorescente cuando se corta y luego se mezcla con una muestra del paciente de un hisopo nasal. La muestra se coloca en un dispositivo que se conecta a un teléfono inteligente.
Si la muestra contiene ARN de SARS-CoV-2, Cas13 se activará y cortará la molécula informadora, provocando la emisión de una señal fluorescente. Luego, la cámara del teléfono inteligente, esencialmente convertida en un microscopio, puede detectar la fluorescencia e informar que un hisopo dio positivo para el virus.
Los investigadores también dicen que su ensayo podría adaptarse a una variedad de teléfonos móviles, haciendo que la tecnología sea fácilmente accesible.
«Elegimos usar teléfonos móviles como base para nuestro dispositivo de detección, ya que tienen interfaces de usuario intuitivas y cámaras altamente sensibles que podemos usar para detectar fluorescencia», explica Fletcher.
«Los teléfonos móviles también se producen en masa y son rentables, lo que demuestra que los instrumentos de laboratorio especializados no son necesarios para este ensayo».
Resultados rápidos y precisos
Cuando los científicos probaron su dispositivo con muestras de pacientes, confirmaron que podría proporcionar un tiempo de respuesta muy rápido de los resultados para muestras con cargas virales clínicamente relevantes. De hecho, el dispositivo detectó con precisión un conjunto de muestras positivas en menos de 5 minutos. Para muestras con una carga viral baja, el dispositivo requirió hasta 30 minutos para distinguirlo de una prueba negativa.
«Los modelos recientes de SARS-CoV-2 sugieren que las pruebas frecuentes con un tiempo de respuesta rápido es lo que necesitamos para superar la pandemia actual», dice Ott. «Esperamos que con un aumento de las pruebas, podamos evitar bloqueos y proteger a las poblaciones más vulnerables».
La nueva prueba basada en CRISPR no solo ofrece una opción prometedora para pruebas rápidas, sino que al usar un teléfono inteligente y evitar la necesidad de equipos de laboratorio voluminosos, tiene el potencial de volverse portátil y eventualmente estar disponible para el punto de atención o incluso para uso doméstico. Y también podría ampliarse para diagnosticar otros virus respiratorios además del SARS-CoV-2.
Además, la alta sensibilidad de las cámaras de los teléfonos inteligentes, junto con su conectividad, GPS y capacidades de procesamiento de datos, las han convertido en herramientas atractivas para diagnosticar enfermedades en regiones de bajos recursos.
El estudio titulado «Detección sin amplificación de SARS-CoV-2 con CRISPR-Cas13a y microscopía de teléfonos móviles», fue publicado en línea por Cell el 4 de diciembre de 2020.
