Rubaiya Hussain analizando muestras de saliva con el dispositivo en el Laboratorio de Biología del ICFO. ©ICFO.

Investigadores del ICFO y de IrsiCaixa han desarrollado un nuevo dispositivo de bajo coste, portátil y no invasivo

El inicio de la pandemia de COVID-19 representó un punto de inflexión en el campo de la medicina. La situación encadenó un incremento exponencial de estudios encaminados a encontrar soluciones para contener el avance del coronavirus. Tales estudios buscaban, por un lado, vacunas para mitigar los efectos y controlar la propagación de la enfermedad, y por otro, técnicas de diagnóstico que pudieran ser accesibles al mundo.

Al principio, las pruebas PCR fueron una de las pocas técnicas que proporcionaban resultados precisos, pero es una técnica cara y que requiere personal y equipamiento especializado. Debido a la demanda creciente de pruebas diagnósticas, el test de antígenos rápido se convirtió en una alternativa más rápida y barata, pero menos fiable ya que era menos sensible que la PCR.

En un nuevo estudio publicado en la revista Biomedical Optical Express, los investigadores del ICFO Rubaiya Hussain, Alfredo E. Ongaro, Ewelina Wajs, liderados por el Prof. ICREA en el ICFO Valerio Pruneri, en colaboración con los investigadores del Instituto de Investigación del Sida IrsiCaixa –centro impulsado conjuntamente por la Fundación «la Caixa» y el Departamento de Salud de la Generalitat de Catalunya– Maria L. Rodriguez De La Concepción, Eva Riveira-Muñoz, Ester Ballana, Julià Blanco, Ruth Toledo, Anna Chamorro, Marta Massanella, Lourdes Mateu, Eulalia Grau, Bonaventura Clotet, supervisados por Jorge Carrillo, han desarrollado un nuevo dispositivo capaz de detectar el SARS-CoV-2 en muestras de saliva de forma rápida y fiable.

El equipo investigador ha conseguido situar el límite de detección del sensor por debajo del de los test de antígenos. Al llevar a cabo una prueba a ciegas con más de 50 pacientes, han logrado obtener una sensibilidad del 91,2% y una especificidad del 90%.

La necesidad de un nuevo dispositivo más sensible

Los investigadores de IrsiCaixa y coautores del trabajo, Marisa Rodríguez y Jorge Carrillo, recuerdan que “al principio de la pandemia sabíamos que era muy importante detectar a las personas infectadas para controlar la propagación del virus. Es por esto que los investigadores de IrsiCaixa, con Bonaventura Clotet al frente, decidimos buscar una alternativa a las pruebas PCR y los test de antígenos que combinara las ventajas y puntos fuertes de ambas pruebas, y que, además, detectara la infección de SARS-COV-2 a partir de muestras de saliva, ya que son más fáciles de obtener y provocan menos molestias al paciente”.

Con esta idea en mente, los investigadores de IrsiCaixa contactaron con el equipo del ICFO especializado en el desarrollo de biosensores, liderado por el Prof. ICREA Valerio Pruneri. El investigador del ICFO, Alfredo Ongaro, recuerda que “los investigadores de IrsiCaixa nos contactaron para ver si podíamos encontrar una solución al problema de las pruebas diagnósticas y desarrollar un nuevo dispositivo que pudiera detectar el SARS-COV-2 a partir de las muestras de saliva, evitando así el muestreo nasal y obteniendo al mismo tiempo unos resultados precisos en un intervalo corto de tiempo, tan rápido como el ofrecido por los test de antígenos”.

Un virómetro de flujo

El equipo investigador ha desarrollado un virómetro de flujo (flow virometer), un dispositivo que utiliza luz para detectar la concentración del virus en un líquido que fluye a través de un pequeño tubo, llamado canal microfluídico. Según la investigadora del ICFO, Rubaiya Hussain, “el dispositivo que hemos desarrollado utiliza un par de gotas de saliva y marcadores de luz fluorescente.

Cuando se recogen las muestras de saliva de los pacientes, nosotros las introducimos en una solución que contiene anticuerpos fluorescentes. Si en la muestra de saliva hay partículas virales, los anticuerpos fluorescentes se “adhieren” al virus.” Una vez hecho esto, se introducen las muestras de saliva en el sensor y se hacen pasar por medio de un canal microfluídico bajo la luz de un láser. El láser ilumina la muestra y, en el caso de que esta contenga partículas virales, se emite una señal gracias al marcador fluorescente. En menos de un minuto, el lector transmite los picos detectados de la señal a una gráfica y se alerta al sistema que la muestra es positiva”.

El equipo de investigadores del ICFO llevó a cabo una prueba a ciegas de 54 muestras de saliva proporcionadas por IrsiCaixa. El análisis confirmó 31 casos de un total de 34 positivos con solo 3 falsos negativos. Además, lograron medir 3834 copias virales por mililitro, unas tres órdenes de magnitud por debajo de las obtenidas con los test de antígenos rápido. Esto significa que este dispositivo es capaz de detectar la presencia del virus en niveles de concentración muy bajos en una solución.

Un dispositivo para ser utilizado en cualquier lugar

La investigadora del ICFO y también coautora del trabajo, Ewelina Wajs, señala que “nuestro dispositivo es muy versátil. Seleccionando los anticuerpos adecuados, esta tecnología podría adaptarse para la detección de otros virus, tales como los coronavirus estacionales o el virus de la gripe, o incluso microorganismos presentes en cuerpos de agua, como la legionella o el e-coli, con un tiempo de respuesta más rápido que el de los análisis realizados habitualmente a partir de cultivos”.

Los autores del estudio remarcan que con un solo dispositivo es posible realizar unas 2000 pruebas al día. Además, recuerdan que los componentes del dispositivo son de bajo coste y están disponibles en el mercado, lo que permite la fabricación del aparato a gran escala. Además, esta técnica también podría ayudar a reducir el volumen de los residuos generados por los envoltorios de plástico de los materiales con los que se llevan a cabo las pruebas PCR y de antígenos.

Finalmente, y debido a su bajo coste y la sencillez de su uso, el nuevo sensor podría ser una solución para los procesos de diagnóstico y control de propagación del virus en países en vías de desarrollo, en los que existe un acceso limitado a las vacunas y con sistemas de salud frágiles. El hecho de que este dispositivo no tenga que ser estrictamente utilizado y manipulado por personal cualificado y en un laboratorio especializado facilitaría su uso en pruebas de cribado masivo en lugares públicos, como restaurantes, escuelas, oficinas, teatros y cines.