Las pruebas rápidas de COVID-19 van en aumento para ofrecer resultados más rápidamente a más personas, y los científicos necesitan una forma fácil e infalible de saber que estas pruebas funcionan correctamente y que se puede confiar en los resultados. Las nanopartículas que pasan la detección como lo haría el nuevo coronavirussea solo el boleto.
Estas nanopartículas similares al coronavirus, desarrolladas por nanoingenieros de la Universidad de California en San Diego, servirían como algo llamado control positivo para las pruebas de COVID-19. Los controles positivos son muestras que siempre dan positivo. Se procesan y analizan junto al pacientemuestras para verificar que las pruebas de COVID-19 funcionan de manera consistente y según lo previsto.
Los controles positivos desarrollados en UC San Diego ofrecen varias ventajas sobre los que se utilizan actualmente en las pruebas de COVID-19: no necesitan mantenerse fríos; son fáciles de fabricar; pueden incluirse en todo el proceso de prueba desde el principiopara terminar, al igual que una muestra de un paciente; y debido a que no son muestras de virus reales de pacientes con COVID-19, no representan un riesgo de infección para las personas que realizan las pruebas.
Investigadores dirigidos por Nicole Steinmetz, profesora de nanoingeniería en UC San Diego, publicaron su trabajo en la revista Biomacromoléculas .
Este trabajo se basa en una versión anterior de los controles positivos que el laboratorio de Steinmetz desarrolló para la prueba RT-PCR, que es el estándar de oro para las pruebas de COVID-19. Los controles positivos en el nuevo estudio pueden usarse no solo para la RT-Prueba de PCR, pero también para una prueba más barata, simple y rápida llamada prueba RT-LAMP, que se puede realizar en el lugar y proporcionar resultados en aproximadamente una hora.
Tener una herramienta resistente para garantizar que estas pruebas se ejecuten con precisión, especialmente para ensayos de diagnóstico de baja tecnología como el RT-LAMP, es fundamental, dijo Steinmetz. Podría ayudar a permitir pruebas rápidas y masivas de COVID-19 en niveles bajos derecursos, áreas desatendidas y otros lugares que no tienen acceso a equipos de prueba sofisticados, reactivos especializados y profesionales capacitados.
controles positivos mejorados
Los nuevos controles positivos son esencialmente pequeñas capas de virus, hechas de virus de plantas o bacteriófagos, que albergan segmentos de ARN de coronavirus en su interior. Los segmentos de ARN incluyen sitios de unión para los cebadores utilizados en las pruebas de PCR y LAMP.
"Este diseño crea un control todo en uno que se puede usar para cualquiera de estos ensayos, lo que lo hace muy versátil", dijo el primer autor Soo Khim Chan, quien es investigador postdoctoral en el laboratorio de Steinmetz.
El equipo desarrolló dos tipos de controles positivos. Uno se hizo a partir de nanopartículas de virus de plantas. Para fabricarlas, los investigadores infectaron plantas de caupí en el laboratorio con el virus del moteado clorótico del caupí y luego extrajeron los virus de las plantas. Posteriormente, los investigadores eliminaronel ARN del virus y lo reemplazó con una plantilla de ARN hecha a medida que contiene secuencias específicas pero no infecciosas del virus SARS-CoV-2. Las nanopartículas resultantes consisten en secuencias de ARN de coronavirus empaquetadas dentro de las cáscaras de virus de plantas.
El otro control positivo se hizo a partir de nanopartículas de bacteriófagos. Implicaba una receta similar. Los investigadores infectaron la bacteria E. coli con plásmidos hechos a medida, anillos de ADN, que contienen fragmentos específicos de secuencias que tampoco son infecciosas. del virus SARS-CoV-2, así como genes que codifican proteínas de superficie de un bacteriófago llamado Qbeta. Este proceso hizo que las bacterias produjeran nanopartículas que consisten en secuencias de ARN de coronavirus empaquetadas dentro de conchas de bacteriófagos.
El virus de las plantas y las cáscaras de bacteriófagos son clave para hacer que estos controles positivos sean tan resistentes. Protegen los segmentos de ARN del coronavirus para que no se descompongan a temperaturas más cálidas; las pruebas demostraron que se pueden almacenar durante una semana a temperaturas de hasta 40 ° C 104 ° C.F. Los caparazones también protegen el ARN durante el primer paso de las pruebas de PCR y LAMP, que implica descomponer las células en la muestra, a través de enzimas o calor, para liberar su material genético para la prueba.
Estas protecciones no están presentes en los controles positivos que se utilizan actualmente en las pruebas de COVID-19 ARN sintéticos desnudos, plásmidos o muestras de ARN de pacientes infectados. Es por eso que los controles existentes requieren refrigeración lo que los hace incómodos de manejar, costosos de enviar.y almacenar o deben agregarse en una etapa posterior de la prueba lo que significa que los científicos no sabrán si algo salió mal en los primeros pasos.
Como siguiente paso, los investigadores buscan asociarse con la industria para implementar esta tecnología. Los controles positivos se pueden adaptar a cualquier ensayo RT-PCR o RT-LAMP establecido, y su uso ayudaría a negar lecturas falsas, el equipo de SteinmetzAdemás, estos controles positivos se pueden producir fácilmente en grandes cantidades mediante el cultivo molecular en plantas o la fermentación de cultivos microbianos, lo cual es una buena noticia para traducirlos a la fabricación a gran escala.
"Con la aparición de mutantes y variantes, las pruebas continuas serán imperativas para mantener a la población segura", dijo Steinmetz. "La nueva tecnología podría resultar útil en particular para las pruebas en el hogar, que pueden tener una mayor tasa de lecturas falsas debido alas condiciones experimentales menos controladas. "
Este trabajo fue financiado en parte por la National Science Foundation RAPID CBET-2032196 y RAPID CMMI-2027668 y la Universidad de California UCOP-R00RG2471 y un premio Galvanizing Engineering in Medicine.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Liezel Labios. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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