Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke han demostrado un dispositivo del tamaño de una tableta que puede detectar de manera confiable múltiples anticuerpos y biomarcadores COVID-19 simultáneamente.
Los resultados iniciales muestran que la prueba puede distinguir entre los anticuerpos producidos en respuesta al SARS-CoV-2 y otros cuatro coronavirus con una precisión del 100%.
Los investigadores ahora están trabajando para ver si el dispositivo de punto de atención, fácil de usar, independiente de la energía, se puede usar para predecir la gravedad de una infección por COVID-19 o la inmunidad de una persona contra variantes del virus.
Habiendo demostrado recientemente que la misma plataforma de "ensayo D4" puede detectar infecciones de Ébola un día antes que la prueba de la reacción en cadena de la polimerasa PCR estándar de oro, los investigadores dicen que los resultados muestran cuán flexible puede ser la tecnología para adaptarse a otras corrientes oenfermedades futuras.
Los resultados aparecen en línea el 25 de junio en avances científicos .
"El ensayo D4 tardó seis años en desarrollarse, pero cuando la OMS declaró el brote como una pandemia, comenzamos a trabajar para comprimir todo ese trabajo en unos pocos meses para poder explorar cómo la prueba podría usarse como una herramienta de salud pública", dijo Ashutosh Chilkoti, profesor distinguido Alan L. Kaganov y presidente de ingeniería biomédica en Duke." Nuestra prueba está diseñada para ser adaptable y verdaderamente en un punto de atención, y este es claramente un escenario en el que un dispositivo portátil, rápido yun diagnóstico rentable sería muy útil ".
La tecnología depende de un recubrimiento de cepillo de polímero que actúa como una especie de recubrimiento antiadherente para evitar que cualquier cosa, excepto los biomarcadores deseados, se adhieran al portaobjetos de prueba cuando está mojado. La alta eficacia de este protector antiadherente hace que el ensayo D4 sea increíblementesensible incluso a niveles bajos de sus objetivos. El enfoque permite a los investigadores imprimir diferentes trampas moleculares en diferentes áreas del portaobjetos para capturar múltiples biomarcadores a la vez.
La versión actual de la plataforma también presenta pequeños túneles con patrones que utilizan la física de los líquidos para extraer muestras a través de los canales sin necesidad de electricidad. Con solo una gota de sangre y una gota de lubricante biomolecular, la prueba se ejecuta de forma autónoma en cuestión de segundos.minutos y se puede leer con un detector del tamaño aproximado de un iPad muy grueso.
"El detector funciona con baterías y la prueba no requiere energía en absoluto, por lo que puede guardarlo todo en una mochila y realizar una prueba real en el punto de atención con recursos mínimos", dijo Jason Liu, unEstudiante de doctorado que trabaja en el laboratorio de Chilkoti que diseñó y construyó el detector.
En el estudio actual, los investigadores probaron la capacidad del ensayo D4 para detectar y cuantificar los anticuerpos producidos contra tres partes del virus COVID-19: una subunidad de la proteína de pico, un dominio de unión dentro de la proteína de pico que se adhiere a las célulasy la proteína de la nucleocápside que empaqueta el ARN del virus. La prueba pudo detectar los anticuerpos en los 31 pacientes evaluados con casos graves de COVID-19 después de dos semanas. También informó cero falsos positivos en 41 muestras tomadas depersonas antes de que comenzara la pandemia, así como 18 muestras tomadas de personas infectadas con otros cuatro coronavirus de amplia circulación.
Con la pandemia a la baja en los Estados Unidos y cientos de otras pruebas de anticuerpos COVID-19 en desarrollo, los investigadores no creen que esta prueba en particular se implemente en grandes cantidades. Pero dicen que la precisión probada de la plataformay la flexibilidad lo convierten en un candidato ideal para desarrollar otros tipos de pruebas o para usar en brotes futuros.
Por ejemplo, la plataforma podría potencialmente probar si las personas tienen inmunidad a las diversas cepas de COVID-19 que continúan surgiendo.
"Hay muchas preguntas de las personas sobre si están protegidas o no de las nuevas variantes de COVID-19, y nuestra prueba podría responder algunas de ellas", dijo Jake Heggestad, un estudiante de doctorado que trabaja en el laboratorio de Chilkoti y desarrolló elchip para la prueba. "Creemos que nuestra plataforma debería poder distinguir entre si las personas tienen anticuerpos que pueden neutralizar variantes emergentes de preocupación o si esos anticuerpos no van a proteger contra nuevas variantes".
Los investigadores también están trabajando para desarrollar la plataforma en una prueba para múltiples marcadores de pronóstico de COVID-19 que juntos podrían indicar si es probable que un paciente tenga un caso grave de la enfermedad.
"Somos creadores de plataformas, por lo que estamos trabajando para mostrar formas en que esta tecnología se puede modificar fácilmente para hacer diferentes cosas", dijo David Kinnamon, un estudiante de posgrado que desarrolló el sistema de manejo de líquidos para la prueba.mostrando que esta plataforma única puede funcionar como diagnóstico, evaluar la respuesta inmune después de la infección y predecir el resultado de la enfermedad, potencialmente todo al mismo tiempo. No conozco muchas pruebas que puedan hacer eso ".
"Y puede hacer todo esto en una plataforma que es súper fácil de usar y transportable", dijo Heggestad. "Una cosa es hacer todo esto en una instalación centralizada como Duke, pero otra es poder hacerpruebas a gran escala y obtenga resultados buenos y sensibles en ubicaciones remotas de todo el mundo ".
Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias CBET2029361, el Instituto Nacional del Cáncer P30-CA014236, R01-CA248491, UH3-CA211232, el Departamento de Defensa W81XWH-16-C-0219, la Academia de Defensa deReino Unido ACC6010469 y el Programa de investigación de atención de heridos de combate W81XWH-17-2-0045.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Ken Kingery. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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