Dispositivo de análisis de ácidos nucleicos en papel para el diagnóstico rápido de enfermedades virales transmitidas por mosquitos

Varios virus de fiebres tropicales transmitidos por mosquitos, incluidos el zika, el dengue y el chikungunya, se han convertido en un problema grave en la salud pública mundial. Las tres enfermedades tienen síntomas similares, lo que hace que el diagnóstico temprano sea particularmente difícil sin un equipo de diagnóstico molecular complejo. Por lo tanto, se requieren herramientas de diagnóstico simples para monitorear y prevenir estas enfermedades.

En este sentido, los investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (Corea del Sur), desarrollaron LAMDA (laboratorio en papel para diagnósticos moleculares todo en uno), que es un mini laboratorio en una tira de papel. LAMDA comprende un sistema LAMP completo en una tira de papel. LAMP (amplificación isotérmica mediada por bucle) es una técnica de un solo tubo para la amplificación isotérmica de ADN y es una alternativa de bajo costo para detectar ciertas enfermedades. A diferencia de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), en la que la reacción se lleva a cabo con una serie de pasos o ciclos de temperatura alternos, la amplificación isotérmica se lleva a cabo a temperatura constante y no requiere un termociclador. La amplificación isotérmica mediada por bucle de transcripción inversa (RT-LAMP) combina la LAMP con un paso de transcripción inversa para permitir la detección de ARN.

La nueva plataforma LAMDA concentra todo el proceso de análisis de ácidos nucleicos, incluido el muestreo, la extracción, la amplificación y la detección en un solo chip de papel. Para usar la prueba LAMDA, se aplica una gota de suero sanguíneo y algunas gotas de agua destilada en dos almohadillas. Los líquidos fluyen a través de la tira de papel en forma horizontal y llegan a la base de una pequeña pila vertical de capas que extrae todo el ARN de la muestra y multiplica cualquier ARN viral de las tres enfermedades que pudieran estar presentes. La capa superior de la pila vertical comprende parches de “reacción” individuales, cada uno diseñado para detectar una de las tres enfermedades. Una vez que se extrae el ARN, fluye hacia la capa superior, donde las reacciones LAMP hacen que los indicadores fluorescentes en un parche se atenúen si su ARN viral objetivo está presente en la muestra.

Los resultados obtenidos con la plataforma LAMDA revelaron que tres dianas, el virus zika, el virus del dengue y el virus chikungunya, se podían detectar simultáneamente, en el suero humano, en el chip de papel todo en uno en 60 minutos a 65 grados Celsius. El chip de papel, todo en uno, se podría usar como un ensayo cuantitativo en tiempo real para cinco a 5000 copias de ARN del virus del zika, y el desempeño de LAMDA se demostró con cinco muestras clínicas del virus del zika y el dengue.

El autor principal, el Dr. Min-Gon Kim, profesor de química en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, dijo: “Creemos que con modificaciones menores, como un sistema portátil para mantener la temperatura de reacción a 65 grados Celsius y un medio para detectar el cambio de la fluorescencia con un teléfono inteligente, el chip de papel todo en uno, propuesto, se puede convertir en una plataforma portátil de análisis de ácidos nucleicos, de bajo costo, fácil de usar, sensible y específica, con un gran potencial en el diagnóstico en los puntos de atención. Realmente esperamos que nuestro enfoque y logros con LAMDA serán útiles para avanzar en la investigación y el desarrollo de herramientas de diagnóstico médico in situ”.

La plataforma de diagnóstico LAMDA fue descrita en la edición en línea del 1 de octubre de 2020 de la revista Biosensors and Bioelectronics.

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Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju