La prueba portátil de COVID-19 en el punto de atención podría evitar el laboratorio
Los investigadores desarrollaron un cartucho microfluídico para una prueba de 30 minutos de COVID-19
A medida que el COVID-19 continúa propagándose, los cuellos de botella en los suministros y el personal de laboratorio han llevado a largos tiempos de espera de los resultados en algunas áreas. En un nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, han demostrado un prototipo de una prueba molecular rápida de COVID-19 y un instrumento portátil y fácil de usar para leer los resultados con un teléfono inteligente en 30 minutos, que podría permitir el diagnóstico en el punto de atención sin necesidad de enviar muestras a un laboratorio.
Los investigadores de Illinois desarrollaron un cartucho microfluídico para una prueba de COVID-19 de 30 minutos. Los cartuchos están impresos en 3D y podrían ser fabricados rápidamente.
Bill King, University of Illinois
"Si tal dispositivo y prueba estuvieran disponibles, podríamos probar COVID-19 en eventos públicos, auditorios, grandes reuniones y potencialmente incluso en casa para auto-pruebas. Los resultados podrían ser enviados al sistema de salud pública apropiado para su coordinación", dijo Rashid Bashir, profesor de bioingeniería y decano del Colegio de Ingeniería Grainger en Illinois. Bashir codirigió el estudio con el profesor de ingeniería eléctrica e informática Brian Cunningham y el profesor de ciencias mecánicas e ingeniería Bill King.
Las pruebas típicas para el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, toman una muestra de un paciente con un hisopo nasofaríngeo largo, ponen ese hisopo en una sustancia llamada medio de transporte viral, y lo envían a un laboratorio para un proceso de varios pasos de extracción, aislamiento y multiplicación del ARN revelador dentro del virus. Este proceso de multiplicación de ARN, llamado RT-PCR, requiere varios ciclos de fluctuación de temperatura, equipo especializado y personal capacitado, dijo Cunningham.
Como se informó en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, el equipo de Illinois utilizó un proceso más simple para analizar el medio de transporte viral, llamado LAMP, que pasa por alto los pasos de extracción de ARN y purificación.
"La lámpara sólo necesita una temperatura - 65 C - por lo que es mucho más fácil de controlar", dijo el estudiante de postgrado Anurup Ganguli, el primer autor del estudio. "Además, el LAMP funciona más robusto que la PCR, especialmente cuando hay contaminantes en la muestra de prueba. Podemos calentar brevemente la muestra, abrir el virus y detectar la secuencia genética que identifica específicamente el SARS-CoV-2."
Los investigadores compararon el ensayo LAMP con la PCR, primero usando fluido nasal sintético con el virus y luego con muestras clínicas. Encontraron que los resultados estaban de acuerdo con los resultados de la PCR, y documentaron la sensibilidad y especificidad de la prueba LAMP.
Luego, los investigadores incorporaron el ensayo LAMP a un pequeño cartucho microfluídico impreso en 3D que tiene dos ranuras de entrada para jeringas: una para el medio de transporte viral que contiene la muestra y otra para los productos químicos del LAMP. Una vez que se inyectan los dos, reaccionan dentro del cartucho.
"Utilizamos la moderna fabricación de aditivos de alta velocidad para hacer estos cartuchos. Todo esto puede ser rápidamente escalado a cientos de miles de pruebas", dijo King. "La ampliación de la producción es típicamente el mayor obstáculo para las aplicaciones comerciales de los cartuchos de microfluidos, y podemos superar ese obstáculo usando este nuevo enfoque. La fabricación moderna de aditivos es elástica y escalable, y se puede aumentar muy rápidamente en comparación con las tecnologías de fabricación heredadas".
El equipo está trabajando con Fast Radius Inc., una empresa tecnológica con sede en Chicago que King cofundó, para fabricar los cartuchos de microfluidos.
El cartucho se puede insertar en un instrumento portátil de mano con una cámara de calentamiento, que calienta el cartucho a 65 grados centígrados durante la duración de la reacción, y una base para teléfonos inteligentes para leer los resultados. En aproximadamente 30 minutos, un resultado positivo emitirá luz fluorescente.
"El lector ilumina los compartimentos de los líquidos con la luz de los LED azules, mientras que la cámara posterior del teléfono graba una película de la luz verde fluorescente que se está generando", dijo Cunningham.
Los investigadores hicieron una demostración del dispositivo portátil con muestras clínicas adicionales y encontraron que los resultados coincidían con los del procedimiento de laboratorio de PCR estándar.
Los investigadores están explorando si el ensayo funcionaría con muestras de saliva para eliminar la necesidad de hisopos nasofaríngeos, y recolectando más datos de pacientes mientras consideran los siguientes pasos para las aprobaciones regulatorias, dijo Bashir.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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