Los mosquitos son muy eficientes para propagar enfermedades. A pesar de las vacunas y los esfuerzos para erradicar los molestos insectos, continúan infectando a los humanos con enfermedades temidas como el virus del Zika, la malaria y el virus del Nilo Occidental.
Ganar ventaja sobre los mosquitos requiere velocidad. Su ciclo de vida suele ser de dos semanas o menos y solo necesitan clima cálido y agua estancada para reproducirse.
Robert Meagher, ingeniero químico de Sandia National Laboratories, ha desarrollado una técnica simple para detectar simultáneamente ARN del Nilo Occidental y el virus chikungunya en muestras de mosquitos. Ahora está trabajando para agregar la capacidad de detectar el virus del Zika.
"Nuestro objetivo final es desarrollar un dispositivo autónomo para monitorear pasivamente las enfermedades transmitidas por mosquitos", explicó Meagher. "Pero primero necesita un ensayo que sea más robusto que el estándar de oro en un laboratorio y que tenga un falso muy bajo-velocidad positiva "
más brillante que el sol
Los colegas de Meagher y Sandia, Yooli Light, Chung-Yan Koh y el investigador postdoctoral Cameron Ball describen la técnica en un artículo publicado en línea en Química analítica , "El apagado de los reporteros de señales de amplificación no incorporados QUASR en RT-LAMP permite la detección brillante, de un solo paso, de tubo cerrado y multiplexado de virus de ARN"
Exploraron la amplificación isotérmica mediada por bucle de transcripción inversa RT-LAMP, una técnica de amplificación de ácido nucleico isotérmica utilizada en lugar de la reacción en cadena de la polimerasa PCR más común para diagnósticos de bajo costo o en el punto de atención para enfermedades infecciosas.Sin embargo, en su forma habitual, RT-LAMP requiere demasiadas manipulaciones o instrumentación elaborada para ser adecuado para el uso en el campo o un dispositivo autónomo.
RT-LAMP se basa en cebadores, secuencias de fragmentos de ADN, que se unen a un objetivo, el ARN del virus de interés, y luego generan una gran cantidad de ADN. Al marcar con fluorescencia el cebador, el nuevo ADN brilla a medida que avanzase produce. Si el cebador no encuentra el ARN viral, no hay resplandor.
Los investigadores de Sandia agregaron una secuencia de fragmentos de ADN diferente llamada sonda de enfriamiento que complementa un corto tramo de cebador. A medida que se produce la reacción, la sonda de enfriamiento suprime cualquier cebador no incorporado. Esto amplifica la señal positiva hasta 10 veces más brillante que una negativaseñal. Debido a que la señal es tan brillante, QUASR puede detectar hasta tres objetivos diferentes simultáneamente, ahorrando tiempo y dinero.
"No esperábamos una señal tan brillante, así que se nos ocurrió el nombre QUASR, inspirado en los quásares, los objetos celestes extremadamente luminosos que pueden ser un billón de veces más brillantes que el sol", dijo Meagher.
QUASR es lo suficientemente simple como para usarse en un laboratorio de campo. El equipo de Sandia está trabajando para incorporar QUASR en un dispositivo portátil.
QUASR permite una respuesta rápida
Los distritos de control de vectores se beneficiarán enormemente de QUASR. Dichos distritos suelen ser parte de las agencias de salud pública que monitorean y controlan los insectos portadores de enfermedades a nivel local.
Actualmente, la detección de mosquitos portadores de enfermedades es un proceso complejo y prolongado. Un trabajador de campo en un distrito de control de vectores recolecta y prepara muestras de mosquitos, que luego se envían a un laboratorio para su análisis utilizando técnicas sofisticadas de PCR.
Utilizando QUASR, ya sea en un dispositivo microfluídico portátil o en un laboratorio de campo simple, un usuario puede obtener un resultado definitivo de sí o no en aproximadamente media hora. Más detalles como la cantidad de ARN viral presente en la muestra aún requeriría PCR de laboratorio.
"Esto permitiría que aquellos en el campo tomen decisiones rápidas sobre la reducción de mosquitos que pueden prevenir la propagación de la enfermedad", dijo Meagher.
Discriminando el Ébola de la malaria
QUASR también se puede adaptar para detectar enfermedades como el virus del Zika o el virus del Ébola. Este es un panorama en constante cambio; hace un año, pocas personas habían oído hablar del virus del Zika, que la Organización Mundial de la Salud declaró recientemente internacionalemergencia de salud.
"Conceptualmente, no es difícil adaptar la prueba para un virus diferente", dijo Meagher. "Hay algunos ensayos y errores involucrados en el refinamiento ya que se trata de un virus diferente y una muestra humana".
Meagher recibió recientemente una subvención de los Institutos Nacionales de Salud NIH para desarrollar un ensayo desplegable en el campo para el diagnóstico diferencial de la malaria y las enfermedades virales febriles, incluido el Ébola. La Rama Médica de la Universidad de Texas en Galveston es socio de la subvención.
Debido a que la malaria y el ébola tienen síntomas similares fiebre, escalofríos, dolor de cabeza, diarrea y vómitos, los funcionarios de salud temen que los pacientes con malaria sean enviados a las salas de cuarentena del ébola.
"Un dispositivo de punto de atención que pueda discriminar rápidamente el Ébola de la malaria en una muestra de sangre evitaría diagnósticos erróneos peligrosos", dijo Meagher.
Lassa, el dengue y otras enfermedades febriles también son objetivos para el proyecto NIH.
Un futuro brillante
Meagher y su equipo se propusieron abordar el problema de los falsos positivos. "Incluso una tasa de falsos positivos marginales derrotaría el propósito de un dispositivo de monitoreo autónomo", dijo. "La amplificación de la señal, el sorprendente brillo de la respuesta positiva,no fue un objetivo, pero ciertamente un resultado bienvenido.
Si bien el ojo humano solo puede discriminar de manera efectiva tres colores distintos, el equipo está desarrollando tecnología de imágenes que podría permitir la detección simultánea de aún más objetivos.
"Estoy muy entusiasmado con lo que esta técnica puede hacer para los trabajadores de campo", dijo Meagher. "La capacidad de tomar decisiones rápidas sobre dónde dirigir los recursos de reducción de mosquitos o cómo clasificar a los pacientes nos ayudará a adelantarnos a los mosquitosbrotes de enfermedades "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Sandia National Laboratories . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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