Una nueva prueba rápida de frotis de antígeno nasal elimina los falsos positivos y detecta las proteínas Picos de COVID-19 antes de que aparezcan los síntomas.

Investigadores de la Universidad Northwestern (Evanston, IL, EE. UU.) Aprovecharon una plataforma de sensores en voladizo para desarrollar una prueba de antígeno multiplexada rápida y rentable con potencial para diagnósticos en el punto de atención. Su alta sensibilidad a proteínas específicas puede permitir que la plataforma detecte diferentes virus, variantes de COVID-19 y marcadores relacionados con la prueba, con el potencial de usar el aliento para las pruebas de COVID-19.

Las nuevas variantes del virus COVID-19 han desafiado la capacidad de los métodos de prueba existentes para ofrecer resultados rápidos y consistentemente precisos, ya que las pruebas de PCR deben enviarse a los laboratorios y pueden tardar días en devolverse. Además, las alternativas rápidas de antígenos luchan por igualar el estándar de oro. Pero para reducir de manera efectiva la tasa de infección, espacios como escuelas y hospitales necesitan formas de identificar con precisión a las personas infectadas durante los primeros días de la infección cuando entran por la puerta.

El nuevo método de detección de COVID-19 basado en antígenos demostró una precisión del 100% en una prueba a ciegas en cinco minutos o menos desde el hisopo hasta la señal. La prueba de hisopado rápido utiliza una plataforma nanomecánica para detectar múltiples proteínas de superficie en el virus COVID-19 y muestra potencial para diferenciar entre diferentes variantes y virus. La prueba de alta sensibilidad también se está desarrollando como un método de detección de COVID-19 de respiración exhalada rápida, similar a una prueba de alcoholemia.

La plataforma, que aprovecha los voladizos microscópicos, se desarrolló originalmente hace 15 años para detectar interacciones de proteínas con el ADN, por lo que podría "desempolvarse" y reutilizarse de manera efectiva. Los diminutos voladizos están hechos de silicona y se pueden replicar fácilmente siguiendo un molde, lo que los convierte en una opción atractiva para una posible producción en masa. Después de optimizar la tecnología antigua para su uso con imágenes electrónicas, los científicos adquirieron muestras de hisopos de pacientes y utilizaron datos para comprender cómo se mueven las enfermedades en las comunidades. El equipo aplicó recubrimientos de diferentes antígenos COVID-19 a cada "dedo" de cinco voladizos de silicio junto con uno adicional como referencia. Las muestras de hisopo recogidas se injertaron luego en la superficie del voladizo. Si los anticuerpos COVID-19 estaban presentes en la muestra, hacían que el voladizo delgado con los antígenos correspondientes se doblara, y cada dedo servía como línea de defensa adicional para cualquier otro antígeno.

Además de incorporar múltiples variantes y enfermedades en el mecanismo, el objetivo del equipo es expandir la plataforma para tener más capacidades. Los investigadores ahora están buscando formas de escalar y producir la tecnología y, en última instancia, llevarla a los dispositivos móviles, utilizando el enfoque para llevar las pruebas sin contacto al público. Los niños que regresan a la escuela, combinado con el hecho bien investigado de que las poblaciones desatendidas corren un mayor riesgo de exposición, subraya la necesidad de enfoques de diagnóstico rápidos y no invasivos. El muestreo de aliento podría usarse para manejar y mitigar los desafíos futuros de salud pública, según los investigadores. Por ejemplo, las personas que ingresan a hoteles, hospitales y escuelas podrían tomar una de esas pruebas para respirar y averiguar si están infectadas cuando se encuentran al otro lado de la habitación. Desarrollar esta comprensión rápida de las personas que están enfermas, incluso sin mostrar síntomas, puede cambiar la forma en que funcionan las estrategias de mitigación.

"Estábamos emocionados de aplicar la tecnología porque estos son micro y nanosistemas que no necesitan mucho material viral para marcar la diferencia", dijo el profesor de ciencia e ingeniería de materiales de Northwestern, Vinayak P. Dravid. “Los micro voladizos pueden brindarle una respuesta más rápida, en dos o tres minutos, porque aprovechan la unión por afinidad específica de la superficie. Y a diferencia de la mayoría de los sensores disponibles que dependen de una sola proteína, podemos observar varios objetivos al mismo tiempo. "

"En lugar de hisopos nasales, queremos usar la respiración", agregó Dravid. "Debido a que la sensibilidad de la técnica es tan buena, el aliento tiene una carga viral más baja, pero tiene suficiente virus para que esta tecnología lo detecte".

La tecnología no se limita a detectar COVID-19, según Gajendra S. Shekhawat, profesor de Northwestern de investigación en ingeniería y ciencias de los materiales. "Tenemos algunos datos iniciales para demostrar la alta sensibilidad a otras enfermedades además de COVID", dijo. "También estamos desarrollando microfluídicos integrados que nos permitirán sumergir múltiples voladizos en soluciones de anticuerpos y detectar múltiples cargas virales al mismo tiempo".