Detección de anticuerpos COVID-19 en 10-12 segundos
Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon informan sobre los hallazgos de una avanzada plataforma de biosensores basada en nanomateriales que detecta, en cuestión de segundos, anticuerpos específicos del SARS-CoV-2, el virus responsable de la pandemia COVID-19. Además de las pruebas, la plataforma ayudará a cuantificar con precisión la respuesta inmunológica de los pacientes a las nuevas vacunas.
Una imagen del chip de prueba COVID-19 hecha por impresión en 3D de nanopartículas en aerosol.
Advanced Manufacturing and Materials Lab, College of Engineering, Carnegie Mellon University
Los resultados se publicaron en la revista Advanced Materials. Entre los colaboradores de Carnegie Mellon se encontraban la Universidad de Pittsburgh (Pitt) y la UPMC.
La plataforma de pruebas identifica la presencia de dos de los anticuerpos del virus, la proteína S1 y el dominio de unión al receptor (RBD), en una gota muy pequeña de sangre (unos 5 microlitros). Las concentraciones de anticuerpos pueden ser extremadamente bajas y aún así se detectan por debajo de un picomolar (0,15 nanogramos por mililitro). Esta detección se produce a través de una reacción electroquímica dentro de un dispositivo microfluídico de mano que envía los resultados casi inmediatamente a una simple interfaz en un teléfono inteligente.
"Utilizamos los últimos avances en materiales y fabricación, como la impresión en 3D de nanopartículas, para crear un dispositivo que detecta rápidamente los anticuerpos contra COVID-19", dijo Rahul Panat, profesor asociado de ingeniería mecánica en Carnegie Mellon, que utiliza técnicas especializadas de fabricación de aditivos para investigaciones que van desde interfaces cerebro-computadora hasta dispositivos de biomonitorización.
Una tecnología de fabricación aditiva llamada impresión 3D de chorro de aerosol es responsable de la eficiencia y la precisión de la plataforma de pruebas. Pequeños y económicos electrodos de micropilares de oro se imprimen a nanoescala utilizando gotas de aerosol que se sinterizan térmicamente entre sí. Esto provoca una superficie rugosa e irregular que proporciona una mayor superficie de los micropilares y una reacción electroquímica mejorada, en la que los anticuerpos pueden adherirse a los antígenos recubiertos en el electrodo. La geometría específica permite que los micropilares carguen más proteínas para la detección, lo que da como resultado resultados muy precisos y rápidos.
La prueba tiene una tasa de error muy baja porque la reacción de unión entre el anticuerpo y el antígeno utilizado en el dispositivo es muy selectiva. Los investigadores pudieron explotar este diseño natural en su beneficio.
Los resultados llegan en un momento urgente durante la pandemia de COVID-19. "Debido a que nuestra técnica puede cuantificar la respuesta inmune a la vacunación, es muy relevante en el entorno actual", dijo Panat.
Panat colaboró con Shou-Jiang Gao, líder del programa de virología del cáncer en el Centro Oncológico Hillman del UPMC y profesor de microbiología y genética molecular en Pitt. Azahar Ali, investigador del Laboratorio de Fabricación y Materiales Avanzados de Panat, fue el autor principal del estudio.
El diagnóstico rápido para el tratamiento y la prevención de enfermedades contagiosas es un problema de salud pública que va más allá de la actual pandemia COVID-19. Debido a que la plataforma de detección propuesta es genérica, puede utilizarse para la detección rápida de biomarcadores para otros agentes infecciosos como el Ébola, el VIH y el Zika. Una prueba tan rápida y efectiva podría ser un cambio de juego para controlar la propagación de las enfermedades.
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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