La pandemia de coronavirus, en la que de hecho aún nos encontramos inmersos (aunque en nuestro país el volumen de contagios y de fallecidos ha disminuido notablemente en las últimas semanas), ha dejado clara la importancia de disponer, con urgencia, de diferentes innovaciones tecnológicas para detectar, tratar y prevenir el SARS-CoV-2, el virus causante de la COVID-19.

Recientemente, en la edición especializada ‘Journal of Vacuum Science & Technology B’, investigadores de la Universidad de Florida y de la Universidad Nacional Chiao Tung de Taiwán, informan acerca de un método de prueba rápido y sensible para los biomarcadores asociados a la COVID-19.

Lo cierto es que son los mismos investigadores que ya han demostrado la importancia de la detección de biomarcadores relevantes en determinadas epidemias o emergencias médicas, como el virus Zika, las fugas de líquido cefalorraquídeo o los ataques cardíacos. De manera que han aprovechado su experiencia para desarrollar un sistema de sensores capaz de proporcionar la detección de la enfermedad en un segundo, de forma muchísimo más rápida que los métodos que, en la actualidad, se están usando para la detección de la COVID-19.

Como manifiestan los expertos, “esto podría aliviar los tiempos de respuesta lentos de las pruebas de COVID-19”.

¿Cómo funciona esta nueva prueba?

Para detectar la presencia del virus, es necesario amplificar los números del biomarcador, como ocurre con las copias del ácido ribonucleico viral en la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para la detección de la COVID-19, o amplificar la señal de unión para un biomarcador diana.  

En esta ocasión, el método diseñado por el grupo de científicos amplifica la señal de unión de un biomarcador objetivo, mediante una tira biosensora con una forma similar a las tiras reactivas de glucosa disponibles de forma comercial en la actualidad. A su vez, dispone de un pequeño canal de microfluidos ubicado en la punta, donde el especialista debe introducir el fluido de prueba.

Dentro del canal de microfluidos existen algunos electrodos que se exponen al fluido, uno de los cuales está recubierto de oro y los anticuerpos relevantes para la COVID-19 se adhieren a esa superficie mediante un método químico.

Luego, durante el proceso de medición, las tiras del sensor se conectan a una placa de circuito a través de un conector, y se envía una señal de prueba eléctrica corta entre el electrodo de oro unido con el anticuerpo COVID, y otro electrodo auxiliar. Finalmente, esta señal es devuelta a la placa de circuito para su análisis.

Este sistema de sensores utiliza un transistor que permite amplificar la señal eléctrica, la cual luego se convierte en un número en la pantalla. Así, la magnitud de dicho número dependerá de la concentración del antígeno, la proteína viral, presente en la solución de prueba.

Aunque las tiras de sensores del sistema deben ser inmediatamente desechadas después de cada uso, la placa de circuito de prueba ofrece una ventaja añadida muy interesante, ya que puede ser reutilizada, lo que ayudaría positivamente a reducir el costo de las pruebas de forma considerable.

Es más, nos encontraríamos ante una tecnología tan versátil que puede ir mucho más allá de la detección de la COVID-19. Por ejemplo, “al alterar el tipo de anticuerpos adheridos a la superficie de oro, es posible reutilizar el sistema para detectar otras enfermedades”.

De esta forma, “el sistema puede servir como un prototipo de sensores de biomarcadores de proteínas modularizados y económicos para obtener información en tiempo real en aplicaciones clínicas, quirófanos o incluso para uso doméstico”, ha indicado Minghan Xian, autor del estudio y candidato a doctorado en ingeniería química en la Universidad de Florida.

Referencia: “Fast SARS-COV-2 virus detection using disposable cartridge strips and semiconductor-based biosensor platform” by Minghan Xian, Hao Luo, Xinyi Xia, Chaker Fares, Patrick H. Carey IV, Chan-Wen Chiu, Fan Ren, Siang-Sin Shan, Yu-Te Liao, Shu-Min Hsu, Josephine F. Esquivel-Upshaw, Chin-Wei Chang, Jenshan Lin, Steven C. Ghivizzani and Stephen J. Pearton, 18 May 201, Journal of Vacuum Science & Technology B. DOI: 10.1116/6.0001060