Científicos de la Universidad Nacional Autónoma de México desarrollan un biosensor capaz de realizar más de 40 pruebas de diagnóstico, en un promedio de hora y media, para medir hormonas, anticuerpos, insulina y virus presentes en el organismo humano.
En el Laboratorio Nacional de Soluciones Biomiméticas para Diagnóstico y Terapia —LaNSBioDyT— de la Facultad de Ciencias de la UNAM, un equipo multidisciplinario de 28 científicos trabaja a marchas forzadas para desarrollar un método de detección rápida de COVID-19 por medio de un biosensor.
El proyecto de un dispositivo capaz de medir hormonas, glucosa e insulina, ganador en los premios a la Investigación de Google para América Latina (2015 y 2016) y el Premio Canifarma (2016), se desarrolla en la UNAM desde hace más de cuatro años con el fin de innovar en las tecnologías de diagnóstico médico.
Aunque el biosensor se pensó, inicialmente, para la detección de niveles de insulina y glucosa en personas propensas a desarrollar diabetes, la emergencia sanitaria llevó al equipo de científicos, lidereados por los investigadores Tatiana Fiordelisio Coll y Mathieu Hautefeuille, a adecuarlo para el diagnóstico de COVID-19.
Por medio de este método también es posible detectar RNA —ácido ribonucleico— y a la fecha se ha probado para microRNAs, en colaboración con la doctora Verónica Ponce del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS). Estos avances mostraron la posibilidad de su uso en detección de ácidos nucleicos y rastreo del material genético de aquellos virus que eventualmente estén presentes en el organismo humano, expone la doctora Fiordelisio para Sputnik.
En este sentido, desde hace un par de semanas, el equipo de investigadores del LaNSBioDyT trabaja en la generación de un sistema para detectar la presencia del SARS-CoV-2, el virus que causa la enfermedad del COVID-19, a través del sistema que ofrece el biosensor.
¿PCR, prueba serológica o biosensor?
De acuerdo con el Instituto de Diagnóstico y Referencia Epidemiológicos (INDRE), las únicas pruebas para la detección de COVID-19 aprobadas en México son de carácter PCR —reacción en cadena de la polimerasa— y no serológicas. Pero ¿cuál es la diferencia entre cada uno de estos métodos de diagnóstico?
La prueba PCR consiste en tomar una muestra de secreción respiratoria en la que hay presencia viral y se hace un procesamiento para extraer el material genético del virus —el RNA—. Posteriormente, el RNA del patógeno se amplifica, con lo cual es posible diagnosticar si una persona está infectada.
Por el contrario, las pruebas serológicas, caracterizadas por su rapidez, son aquellas que permiten detectar anticuerpos en etapas más avanzadas de una infección, es decir, cuando el paciente ya desarrolló la enfermedad. Por lo tanto, no son capaces de descubrir el virus cuando apenas ingresó al organismo humano.
En el caso del método del biosensor también se toma una muestra de saliva o secreción respiratoria que se coloca en una solución de TRIzol que desactiva al virus, la cual se procesa por medio de hibridación con sondas fluorescentes.
Después con partículas magnéticas se recupera lo que queda de las sondas fluorescentes para medir los niveles de carga viral a través del dispositivo. “Entonces lo que nosotros hacemos es detectar el RNA viral y esto nos da una señal muy específica”, explica Fiordelisio.
Biosensor: un sistema de detección general
El equipo multidisciplinario —en el que participan biólogos, matemáticos, físicos e ingenieros— trabajan de la mano con el INDRE, el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER) y el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán (INCMNSZ) en un sistema de detección general.
Con el uso de un biosensor disponible para el uso de diversas metodologías experimentales, se pretende detectar moléculas, hormonas, patógenos y anticuerpos presentes en el organismo humano.
El método de análisis del biosensor, explica la doctora Tatiana Fiordelisio, está dividido en diferentes etapas. En la primera se toma la muestra, que puede ser extraída de boca o nariz, y se coloca en una solución de TRIzol, de ahí se transfiere a una zona de reacción con moléculas fluorescentes de alta sensibilidad. Posteriormente, los residuos de las sondas fluorescentes se pegan a partículas magnéticas para ser medidos.
No obstante, las condiciones experimentales y metodológicas varían de acuerdo a los tipos de agentes que se quieran detectar.
Un método de diagnóstico asequible
La idea del biosensor como un sistema de diagnóstico general es desarrollar un dispositivo de fácil uso que permita realizar pruebas de forma masiva, rápida y a bajo costo.
Actualmente se está trabajando en la lectura rápida de placas que permiten albergar hasta 43 muestras de pacientes. El tiempo estimado de lectura es de hora y media, por lo tanto, agilizaría los procesos de diagnóstico.
En lo que respecta a los insumos para la toma y procesamiento de muestras sólo se requiere de soluciones de uso comercial, con lo cual el costo aproximado de la prueba sería de 200 pesos (8 dólares, aproximadamente).
El biosensor durante y después de la pandemia
El doctor Mathieu Hautefeuille explica que, a raíz de la contingencia por COVID-19, se mantienen diálogos con el INDRE, el INER y el INCMNSZ para compartir procesos de investigación en relación a la aplicación de pruebas de detección del SARS-CoV-2.
Por lo que, en un par de semanas, el equipo de científicos de la UNAM planea entrar a una fase de ensayo en la ejecución del biosensor. El proceso será la toma de muestras de pacientes que hayan dado positivo a COVID-19 en pruebas PCR, para revisar el margen de error y sensibilidad del sensor.
La detección del RNA viral, en estos momentos, es prioridad para este equipo de investigadores; sin embargo, se planea realizar un dispositivo portátil que sea capaz de detectar diversas afecciones prácticamente desde cualquier lugar.