Detección del SARS-CoV-2 en 30 minutos mediante tijeras genéticas

CRISPR-Cas es versátil: además de los controvertidos organismos modificados genéticamente (OMG), creados mediante la edición de genes, varios estudios científicos nuevos utilizan diferentes ortólogos de la proteína efectora "Cas" para detectar ácidos nucleicos como el ADN o el ARN.

En su estudio más reciente, el grupo de investigación dirigido por el ingeniero de microsistemas Dr. Can Dincero, del Departamento de Ingeniería de Microsistemas de la Universidad de Friburgo, presenta un chip multiplexado de microfluidos para la medición simultánea de la carga vírica en hisopos nasales y (en su caso) de los niveles de antibióticos en sangre de pacientes con COVID-19.

¿Prueba rápida o PCR?

El lanzamiento al mercado de los kits de pruebas rápidas de antígenos ha cambiado significativamente la forma en que la sociedad maneja los efectos de la pandemia: las personas que sospechan de una infección por el SARS-CoV-2 pueden ahora hacerse la prueba en casa con kits que están fácilmente disponibles en la mayoría de las droguerías, farmacias y supermercados, en lugar de pedir una cita, a menudo difícil de conseguir, para la prueba de PCR, que requiere de 1 a 3 días adicionales para recibir el resultado. Sin embargo, esta comodidad se paga con la sensibilidad de la prueba. Este problema se puso de manifiesto de forma flagrante durante la ola de infecciones del pasado invierno, cuando los "dispositivos de flujo lateral" a menudo no detectaron las infecciones con la variante Omicron hasta después de la aparición de los síntomas. "El equilibrio entre la sensibilidad y el tiempo que transcurre entre la muestra y el resultado podría solucionarse con nuestro método", afirma Midori Johnston, primera autora del estudio, que se publica ahora en la revista Materials Today.

¿Cómo funciona la prueba COVID-19 potenciada por CRISPR?

Al igual que las pruebas rápidas que se realizan en casa o en los centros de análisis, se añade una solución de muestra de hisopo nasal u oral a una mezcla de reacción. Sin embargo, a diferencia de estas pruebas de antígenos virales, la CRISPR, al igual que la rt-qPCR, analiza la muestra del paciente en busca de secuencias de ARN características del SARS-CoV-2. Si la muestra contiene el fragmento de ARN de interés, la proteína efectora (Cas13a) se activa y escinde el ARN reportero proporcionado dentro de la mezcla de reacción. La ausencia del reportero intacto crea una relación inversamente proporcional a la abundancia de ARN viral dentro de la muestra, que luego se analiza en una lectura electroquímica (las densidades de corriente bajas indican una carga viral alta). "Nuestro sistema omite la amplificación del ácido nucleico y se adapta de forma flexible a las nuevas mutaciones clínicas del virus, al tiempo que emplea exclusivamente reactivos baratos, estables y no tóxicos, así como un sistema de medición portátil", explica Dincer.

Fin de los requisitos de aislamiento y de la hospitalización de los pacientes con progresión grave de la enfermedad

A la luz de las recientes decisiones de varios estados federales de suspender los requisitos de aislamiento para las personas que den positivo en la prueba de COVID-19, las oportunidades de realizar pruebas fiables, sensibles y rápidas volverán a cobrar importancia dentro de la tarea de gestionar adecuadamente las oleadas recurrentes de infecciones. Estas últimas también coincidirán inevitablemente con la hospitalización de pacientes con síntomas graves y la progresión de la enfermedad. Aquí es donde entra en juego otra característica del chip microfluídico: la combinación de los ensayos CRISPR con la detección de antibióticos ß-lactámicos. Los pacientes con COVID-19 a menudo adquieren coinfecciones bacterianas que luego se tratan con antibióticos de amplio espectro como amoxicilina, ampicilina o piperacilina. Encontrar y mantener la dosis correcta y personalizada es, por tanto, crucial para garantizar el éxito del tratamiento, así como para reducir la aparición de cepas resistentes. El sensor propuesto podría facilitar el tratamiento de estas cuestiones, mediante la monitorización simultánea de la carga viral y los niveles de antibióticos en sangre.