Sensor eRapid ensamblado: el dispositivo de diagnóstico es compacto, portátil y económico, lo que permite su uso en entornos de punto de atención donde las pruebas de laboratorio no están disponibles o son prohibitivamente costosas.Los pacientes obtienen resultados en dos horas que les informan sobre el estado de su infección, recuperación e inmunidad.[Instituto Wyss de la Universidad de Harvard.]Un nuevo sistema de laboratorio en chip impreso en 3D combina las tecnologías eRapid y SHERLOCK en un solo sistema del tamaño de una postal que puede detectar simultáneamente la presencia de ARN del SARS-CoV-2 y anticuerpos contra el virus en la saliva de un paciente.La detección, que dura menos de dos horas, se produce a través de salidas electroquímicas multiplexadas.El dispositivo prototipo se describe en Nature Biomedical Engineering en el artículo, "Un laboratorio en un chip para la detección electroquímica simultánea de ARN del SARS-CoV-2 y anticuerpos anti-SARS-CoV-2 en saliva y plasma".“En los primeros días, todos trabajaban en el desarrollo de diagnósticos que pudieran detectar el virus SARS-CoV-2 o los anticuerpos contra él, pero no ambos.Sabíamos que podíamos detectar con éxito la presencia de moléculas de ADN y ARN electroquímicamente, gracias a nuestro trabajo sobre la enfermedad de Lyme.Decidimos descubrir cómo multiplexar eso con la detección de anticuerpos para crear una prueba todo en uno para ayudar a rastrear infecciones y combatir la pandemia”, dijo Helena de Puig, PhD, becaria postdoctoral de Wyss.El equipo eligió la saliva como material de muestra porque allí se pueden encontrar partículas virales y anticuerpos.Para la parte SHERLOCK del diagnóstico, que detecta la presencia de ARN del SARS-CoV-2, el dispositivo debía poder extraer, concentrar y amplificar el ARN viral de una muestra de saliva, luego mezclarlo con reactivos CRISPR y entregar el resultado. solución a la parte del chip eRapid para la detección.El equipo diseñó un sistema de microfluidos que consta de múltiples depósitos, canales y elementos de calentamiento para mezclar y transferir automáticamente sustancias dentro del dispositivo prototipo.En la primera cámara, la saliva se combina con una enzima que rompe las envolturas externas de los virus para exponer su ARN.Luego, la muestra se bombea a una cámara de reacción, donde se calienta y se mezcla con reactivos de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) que amplifican el ARN viral.Después de 30 minutos de amplificación, se agrega a la cámara una mezcla que contiene reactivos SHERLOCK y la muestra se bombea a un electrodo eRapid.¿Cómo funciona la detección?En ausencia de material genético del SARS-CoV-2 en la mezcla, las moléculas monocatenarias (ssDNA) con biotina unida a ellas se unen al ácido nucleico peptídico (PNA) en la superficie del electrodo.La biotina luego se une a una poli-HRP-estreptavidina, lo que hace que la tetrametilbencidina (TMB) se precipite fuera de la solución líquida.Cuando el TMB sólido cae sobre el electrodo, cambia su conductividad eléctrica.Este cambio se detecta como una diferencia en la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través del electrodo, lo que indica que la muestra está libre de virus.Sin embargo, si hay material genético del SARS-CoV-2 presente en la muestra de saliva, el Cas12a dentro de la mezcla de SHERLOCK lo corta tan bien como el ssDNA.Esta acción de corte separa la molécula de biotina del ssDNA, de modo que cuando el ssDNA se une al PNA, no desencadena la serie de reacciones que hacen que el TMB se precipite en el electrodo.Por lo tanto, la conductividad del electrodo no cambia, lo que indica un resultado positivo de la prueba.“La integración del ensayo basado en PNA con la reacción química de poli-HRP-estreptavidina/TMB que creamos para este dispositivo nos permitió detectar la presencia de SARS-CoV-2 con una sensibilidad cuatro veces mayor que nuestro SHERLOCK original basado en fluorescencia. y produjo resultados en aproximadamente la misma cantidad de tiempo”, dijo Joshua Rainbow, PhD, ex estudiante de posgrado visitante en el Instituto Wyss que ahora es estudiante de doctorado en la Universidad de Bath.“También fue capaz de detectar la presencia de ARN viral con un 100 % de precisión”.Paralelamente, el equipo personalizó los tres electrodos eRapid restantes estudiándolos con diferentes antígenos relacionados con COVID contra los cuales los pacientes pueden desarrollar anticuerpos: la subunidad S1 de la proteína Spike (S1), el dominio de unión ribosomal dentro de esa subunidad (S1-RBD) , y la proteína N, que está presente en la mayoría de los coronavirus (N).Si la muestra de saliva de un paciente contiene uno o más de estos anticuerpos, se unen a sus antígenos asociados en los electrodos.Un anticuerpo secundario que se une a la biotina luego se unirá al anticuerpo objetivo, desencadenando la misma reacción de poli-HRP-estreptavidina/TMB y provocando un cambio en la conductividad del electrodo.Los investigadores probaron estos sensores específicos de anticuerpos utilizando muestras de plasma humano de pacientes que previamente habían dado positivo por SARS-CoV-2.El sistema pudo distinguir entre anticuerpos contra S1, S1-RBD y N con más del 95 % de precisión."Ser capaz de distinguir fácilmente entre diferentes tipos de anticuerpos es muy beneficioso para determinar si la inmunidad de los pacientes se debe a las vacunas o a la infección, y rastrear la fuerza de esos diferentes niveles de inmunidad a lo largo del tiempo", dijo Sanjay Sharma Timilsina, PhD, ex postdoctorado. miembro del Instituto Wyss y que ahora es científico líder en StataDX.Finalmente, el equipo probó los electrodos de anticuerpos y ARN viral combinados utilizando saliva de pacientes con SARS-CoV-2.El equipo descubrió que los chips multiplexados identificaron correctamente las muestras de anticuerpos y ARN positivos y negativos con una precisión del 100 % al mismo tiempo.El diseño compacto y de bajo costo del dispositivo prototipo es fácil de usar y minimiza la cantidad de pasos que un paciente debe realizar, lo que reduce la posibilidad de error del usuario.Los cartuchos personalizados podrían fabricarse fácilmente para detectar antígenos y anticuerpos de diferentes enfermedades, y podrían colocarse en una carcasa reutilizable y un dispositivo de lectura que el usuario mantendría en su hogar.Ingrese para dejar un comentario