Nueva tecnología de control de flujo convierte las pruebas sencillas de tira reactiva para COVID-19 en análisis biomédicos complejos

Los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia (Atlanta, GA, EUA) han aplicado la nueva tecnología en un conjunto de herramientas para diagnosticar el nuevo coronavirus, así como la influenza. Los ensayos de flujo lateral (LFA, a menudo llamados "tiras reactivas") han sido una plataforma estándar de pruebas en el punto de atención durante décadas y siguen creciendo en popularidad, especialmente en los países en desarrollo. Estos dispositivos de diagnóstico desechables basados ​​en papel son asequibles, están ampliamente disponibles, tienen una vida útil prolongada y son rápidos; por lo general, entregan los resultados de las pruebas en menos de 20 minutos. También son fáciles de usar en casa. El usuario agrega unas gotas de una muestra (saliva, sangre u orina, por ejemplo) en un extremo de la tira reactiva y en minutos lee los resultados en el otro extremo.

La tecnología se ha utilizado ampliamente para determinar la presencia o ausencia de biomarcadores en humanos, así como de contaminantes en el agua o los alimentos. Más comúnmente, la tecnología LFA se usa para pruebas de embarazo en el hogar. Y más recientemente, la tecnología LFA se ha utilizado con éxito en pruebas caseras para COVID-19. Reconociendo la gran popularidad y practicidad de las tiras reactivas, particularmente en entornos con recursos limitados, el equipo de investigación está superando esas limitaciones con el desarrollo de una tecnología de control de flujo, convirtiendo estas pruebas simples en ensayos biomédicos complejos.

Los LFA utilizan flujo de líquido capilar para detectar analitos, el flujo capilar es el proceso en el que el líquido pasa a través de un pasaje estrecho (como un capilar); los analitos son sustancias o productos químicos de interés, como anticuerpos o proteínas, en un procedimiento analítico (como un LFA). Según los investigadores, los LFA convencionales no son prácticos para realizar ensayos de varios pasos: el flujo capilar les impide coordinar un proceso complejo que incluye la aplicación de varios reactivos en una secuencia específica con retrasos específicos en el medio. En sus estudios publicados recientemente, el equipo describe una técnica para controlar el flujo capilar mediante la impresión de obstáculos en un papel laminado con tinta insoluble en agua. El flujo de líquido bloqueado se manipula así en un vacío formado en la interfaz del papel infundido con tinta y el laminado de cinta de polímero. Al modificar los obstáculos, los investigadores pueden esencialmente establecer el tiempo que tarda en formarse un vacío, creando temporizadores que mantienen el flujo capilar durante un período deseado.

Para el usuario, la nueva prueba con tira reactiva funciona de la misma manera que el estándar confiable: se agrega una muestra en un extremo y los resultados se presentan minutos después en colores vivos en el otro extremo. Los investigadores simplemente han mejorado y ampliado el proceso intermedio. Básicamente, dibujaron patrones en papel, una tira reactiva, y crearon inmunoensayos que rivalizan con otras pruebas de diagnóstico que requieren laboratorios y equipo adicional, en la detección efectiva de objetivos patógenos como el virus del Zika, el VIH, el virus de la hepatitis B o la malaria, entre otros.

Los investigadores también probaron un kit de herramientas de punto de atención que usa PCR basado en la tecnología de flujo del laboratorio. El ensayo está programado para ejecutar una secuencia de reacciones químicas para detectar SARS-CoV-2 (síndrome respiratorio severo-coronavirus 2) y/o influenza A e influenza B. Ahora se puede realizar un ensayo genético tradicionalmente intensivo en mano de obra en una plataforma desechable, lo que permitirá realizar autopruebas frecuentes bajo demanda, satisfaciendo así una necesidad crítica de rastrear y contener los brotes. El equipo está estudiando la aplicación de la tecnología para otros ensayos dirigidos a otros patógenos, con planes de publicarlos en los próximos meses. Los investigadores son optimistas de que el trabajo tendrá implicaciones en el actual desafío sanitario con la COVID-19 y más allá.

“Creemos que esta investigación en tecnología de flujo tendrá un impacto generalizado”, dijo el investigador de ingeniería Fatih Sarioglu, quien dirige el Laboratorio de Microsistemas Biomédicos en el Instituto de Tecnología de Georgia. “Este tipo de prueba con tira reactiva es muy utilizada por el público para pruebas biomédicas, y ahora se puede traducir a otras aplicaciones que tradicionalmente no consideramos que sean aptas para estas pruebas simples”.

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Instituto de Tecnología de Georgia