Wyss Institute @ Harvard University
Investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard y del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado un biosensor portátil que al integrarlo a una mascarilla es capaz de detectar la presencia del virus SARS-CoV-2 analizando el aliento de la persona, simplemente presionando un botón y en solo 90 minutos.
“Básicamente, hemos reducido todo un laboratorio de diagnóstico a un pequeño sensor sintético basado en biología que funciona con cualquier máscara facial y combina la alta precisión de las pruebas de PCR con la velocidad y el bajo costo de las pruebas de antígenos”, aseguró uno de sus creadores, Peter Nguyen, científico del Instituto Wyss.
En un estudio publicado este lunes en la revista Nature Biotechnology, Nguyen y su equipo explican que el dispositivo se basa en una tecnología de células libres liofilizadas ‘wearables’ o ponibles (wFDCF), cuyo pionero es Jim Collins, coautor de la investigación. La técnica consiste en extraer y liofilizar (deshidratar) la maquinaria molecular que utilizan las células para leer el ADN y producir ARN y proteínas.
En ese estado, el material biológico es estable durante largos periodos de tiempo y para activarlo basta con agregar agua. Así, al presionar el botón del biosensor, los componentes liofilizados se hidratan y ocurren tres reacciones biológicas que producen una señal —mediante cambios colorimétricos— en respuesta a una molécula diana, en este caso, el ARN del SARS-CoV-2. De dar positivo, aparecerá una simple línea en la parte de lectura del dispositivo, similar a lo que ocurre con una prueba de embarazo casera.
“La mascarilla wFDCF es la primera prueba de ácido nucleico SARS-CoV-2 que alcanza tasas de alta precisión comparables a las pruebas RT-PCR estándar actuales mientras funciona completamente a temperatura ambiente, eliminando la necesidad de calentar o enfriar instrumentos y permitiendo la detección rápida de muestras de pacientes fuera de los laboratorios”, subraya el Instituto Wyss.
Potencial ilimitado
Este biosensor es el resultado de tres años de trabajo. Los investigadores lo habían aplicado anteriormente en herramientas de diagnóstico del virus del Zika en 2015 y el año pasado, en medio de la pandemia y las cuarentenas, se les ocurrió la idea de diseñar una tecnología realmente portátil dentro de un dispositivo “flexible y discreto” para detectar patógenos y toxinas y alertar al usuario. Actualmente, su objetivo es encontrar un socio interesado en la fabricación y producción en masa de las mascarillas para la detección del covid-19 y “otros peligros biológicos y ambientales”.
En su artículo, los científicos señalan que el dispositivo permite integrar una red de cables de fibra óptica para detectar la luz fluorescente generada en las reacciones biológicas. Esta particularidad no solo ofrecería un alto nivel de precisión, sino la posibilidad de enviar una señal a una aplicación móvil que permitiría a un usuario “controlar su exposición a una amplia gama de sustancias”. “Podría incorporarse en batas de laboratorio para científicos que trabajan con materiales peligrosos o patógenos, uniformes para médicos y enfermeras, o uniformes de personal militar y de primeros auxilios que podrían estar expuestos a patógenos o toxinas peligrosas”, explica la coautora Nina Donghia.