Sensor para pruebas más rápidas, más exactas, para COVID-19 podría revolucionar pruebas virales

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Las pruebas de PCR son muy exactas, pero requieren una preparación de muestras complicada y los resultados tardan horas o incluso días en ser procesados en un laboratorio. Por otro lado, las pruebas rápidas, que buscan la existencia de antígenos, tienen menos éxito en la detección temprana de infecciones y casos asintomáticos y pueden conducir a resultados erróneos. Ahora, una nueva tecnología aborda las limitaciones de estos dos tipos de pruebas de COVID-19, más utilizados.

Un sensor para la COVID-19, desarrollado en la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, MD, EUA), podría revolucionar las pruebas de virus al agregar exactitud y velocidad a un proceso que frustró a muchos durante la pandemia. El sensor, que no requiere preparación de muestras y experiencia mínima del operador, ofrece una gran ventaja sobre los métodos de prueba existentes, especialmente para las pruebas de toda la población.

El sensor es casi tan sensible como una prueba PCR y tan conveniente como una prueba rápida de antígenos. Durante la prueba inicial, el sensor demostró una precisión del 92 % para la detección del SARS-COV-2 en muestras de saliva, comparable a la de las pruebas PCR. El sensor también tuvo mucho éxito al determinar rápidamente la presencia de otros virus, incluidos el H1N1 y el Zika. El sensor se basa en litografía de nanoimpresión de área grande, espectroscopia Raman mejorada de superficie (SERS) y aprendizaje automático. Se puede utilizar para pruebas masivas en formatos de chips desechables o en superficies rígidas o flexibles.

La clave del método son las hileras de antenas aislantes de metal (FEMIA) de gran área y flexibles, que mejoran el campo desarrollado por los investigadores. La muestra de saliva se coloca sobre el material y se analiza mediante espectroscopía Raman de superficie mejorada, que emplea luz láser para examinar cómo vibran las moléculas de la muestra examinada. Debido a que el FEMIA nanoestructurado fortalece significativamente la señal Raman del virus, el sistema puede detectar rápidamente la presencia de un virus, incluso si solo existen pequeños rastros en la muestra. Otra innovación importante del sistema es el uso de algoritmos avanzados de aprendizaje automático para detectar firmas muy sutiles en los datos espectroscópicos que permiten a los investigadores identificar la presencia y concentración del virus. El material del sensor se puede colocar en cualquier tipo de superficie, desde pomos de puertas y entradas de edificios hasta máscaras y textiles. Según los investigadores, el sensor se podría integrar potencialmente con un dispositivo de prueba portátil para realizar evaluaciones rápidas en lugares concurridos como aeropuertos o estadios. El equipo continúa su trabajo en el desarrollo y pruebas de la tecnología con muestras de pacientes.

“Nuestra plataforma va más allá de la actual pandemia de COVID-19”, agregó Barman. “Podemos usar esto para pruebas amplias contra diferentes virus, por ejemplo, para diferenciar entre el SARS-CoV-2 y el H1N1, e incluso variantes. Este es un problema importante que las pruebas rápidas actuales no pueden abordar fácilmente”, dijo Ishan Barman, profesor asociado de ingeniería mecánica y uno de los autores principales del estudio.

“Usando la fabricación de nanoimpresión y la impresión por transferencia de última generación, hemos logrado una nanofabricación altamente precisa, ajustable y escalable de sustratos de sensores COVID, rígidos y flexibles, lo cual es importante para la implementación futura no solo en biosensores, basados ​​en chips, sino también en dispositivos portátiles”, dijo David Gracias, profesor de ingeniería química y biomolecular y uno de los autores principales del estudio.

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Universidad Johns Hopkins