Un equipo dirigido por investigadores de UC Santa Cruz ha desarrollado tecnología basada en chips para la detección confiable del virus del Ébola y otros patógenos virales. El sistema utiliza la detección óptica directa de moléculas virales y puede integrarse en un instrumento simple y portátil para su uso ensituaciones de campo en las que se necesita una detección rápida y precisa de las infecciones por Ébola para controlar los brotes.
Las pruebas de laboratorio con preparaciones del virus del Ébola y otros virus de la fiebre hemorrágica mostraron que el sistema tiene la sensibilidad y la especificidad necesarias para proporcionar un ensayo clínico viable. El equipo informó sus resultados en un artículo publicado el 25 de septiembre en Nature Informes científicos .
Un brote de virus Ébola en África occidental ha matado a más de 11,000 personas desde 2014, y recientemente se han presentado nuevos casos en Guinea y Sierra Leona. El estándar de oro actual para la detección del virus Ébola se basa en un método llamado reacción en cadena de la polimerasa PCR paraamplifique el material genético del virus para la detección. Debido a que la PCR funciona en las moléculas de ADN y el Ébola es un virus de ARN, la enzima transcriptasa inversa se usa para hacer copias de ADN del ARN viral antes de la amplificación y detección de la PCR.
"En comparación con nuestro sistema, la detección por PCR es más compleja y requiere un entorno de laboratorio", dijo el autor principal Holger Schmidt, profesor de optoelectrónica de Kapany en UC Santa Cruz. "Estamos detectando los ácidos nucleicos directamente, y logramos unlímite de detección comparable a PCR y excelente especificidad "
En las pruebas de laboratorio, el sistema proporcionó una detección sensible del virus del Ébola sin dar recuentos positivos en las pruebas con dos virus relacionados, el virus de Sudán y el virus de Marburg. Las pruebas con diferentes concentraciones del virus del Ébola demostraron una cuantificación precisa del virus en seis órdenes de magnitud.Agregar un paso de "preconcentración" durante el procesamiento de la muestra en el chip microfluídico extendió el límite de detección mucho más allá del alcanzado por otros enfoques basados en chips, cubriendo un rango comparable al análisis de PCR.
"Las mediciones se tomaron en concentraciones clínicas que cubren todo el rango de lo que se vería en una persona infectada", dijo Schmidt.
El laboratorio de Schmidt en UC Santa Cruz trabajó con investigadores de la Universidad Brigham Young y UC Berkeley para desarrollar el sistema. Virólogos del Instituto de Investigación Biomédica de Texas en San Antonio prepararon las muestras virales para la prueba.
El sistema combina dos chips pequeños, un chip microfluídico para la preparación de muestras y un chip optofluídico para la detección óptica. Durante más de una década, Schmidt y sus colaboradores han estado desarrollando tecnología de chip optofluídico para el análisis óptico de moléculas individuales a medida que pasan a través de un pequeñocanal lleno de líquido en el chip. El chip microfluídico para el procesamiento de muestras se puede integrar como una segunda capa al lado o encima del chip optofluídico.
El laboratorio de Schmidt diseñó y construyó el chip microfluídico en colaboración con el coautor Richard Mathies en UC Berkeley, quien fue pionero en esta tecnología. Está hecho de un polímero a base de silicio, polidimetilsiloxano PDMS, y tiene microválvulas y canales fluídicos para transportar la muestra entrenodos para varios pasos de preparación de muestras. Las moléculas objetivo, en este caso, el ARN del virus del Ébola, se aíslan uniéndose a una secuencia de ADN sintético llamado oligonucleótido unido a microperlas magnéticas. Las microperlas se recogen con un imán,las biomoléculas no objetivo se lavan, y los objetivos unidos se liberan por calentamiento, se marcan con marcadores fluorescentes y se transfieren al chip optofluídico para detección óptica.
Schmidt señaló que el equipo aún no ha podido probar el sistema comenzando con muestras de sangre cruda. Eso requerirá pasos adicionales de preparación de la muestra, y también tendrá que hacerse en una instalación de nivel 4 de bioseguridad.
"Ahora estamos construyendo un prototipo para llevar a las instalaciones de Texas para que podamos comenzar con una muestra de sangre y hacer un análisis completo de adelante hacia atrás", dijo Schmidt. "También estamos trabajando para usar el mismo sistema paradetectar patógenos menos peligrosos y hacer el análisis completo aquí en UC Santa Cruz "
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Materiales proporcionados por Universidad de California - Santa Cruz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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