Tecnología de nanoPCR de alta velocidad diagnostica la COVID-19 en 20 minutos sin falsos positivos o falsos negativos

Una nueva tecnología nanoPCR de alta velocidad para el diagnóstico de la COVID-19 en el punto de atención (POC) puede diagnosticar con exactitud la infección en menos de 20 minutos, con cero falsos positivos y falsos negativos.

La tecnología nanoPCR, desarrollada por científicos del Centro de Nanomedicina (CNM), dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS; Seúl, Corea), puede diagnosticar la COVID-19 al tiempo que conserva la exactitud de la tecnología convencional de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). La nueva tecnología nanoPCR que se puede usar para los diagnósticos POC descentralizados de COVID-19 usa el mismo principio subyacente que el método de diagnóstico estándar de RT-PCR para detectar ARN viral, pero también presenta una gran mejora en la velocidad utilizando nanomateriales híbridos y un factor de forma miniaturizado que permite la portabilidad.

El equipo de investigación utilizó una nanopartícula magneto-plasmónica (MPN) que se compone de material magnético en su núcleo y una capa de oro que exhibe efectos plasmónicos. Al aplicar MPN a la PCR, desarrollaron la ‘nanoPCR’ que mejora en gran medida la velocidad de la RT-PCR al tiempo que conserva una detección de alta exactitud. Las propiedades plasmónicas de la MPN se refieren a su capacidad para convertir la energía luminosa en energía térmica y, al usar esto, fue posible acortar el paso de termociclado de la RT-PCR de 1 a 2 horas a 11 minutos. Además, la fuerte propiedad magnética de la MPN permite que un campo magnético externo elimine las MPN de la solución de PCR con el fin de permitir la detección fluorescente de los genes amplificados. La nanoPCR es capaz de detectar con exactitud incluso una pequeña cantidad de genes (~3,2 copias/μL) al mismo tiempo que amplifica y detecta material genético con alta sensibilidad y especificidad.

Los investigadores ensayaron la nanoPCR en entornos clínicos a través de las pruebas de muestras de pacientes. Durante la prueba, 150 sujetos con o sin infección por COVID-19 fueron diagnosticados con exactitud utilizando esta tecnología (75 resultados positivos, 75 resultados negativos; cero falsos negativos y falsos positivos). Se encontró que el nivel de sensibilidad y especificidad era equivalente al de la RT-PCR convencional (~ 99%). Además de la alta confiabilidad, todo el proceso de diagnóstico fue considerablemente rápido, ya que en promedio el diagnóstico de una muestra se demoró alrededor de 17 minutos.

Además, los investigadores mostraron la posibilidad de mejorar el desempeño analítico mediante la aplicación de un sistema de rueda de Chicago para cargar varias muestras a la vez, lo que permitiría realizar pruebas simultáneas de muchas muestras de varios pacientes. Es importante destacar que el equipo nanoPCR es muy compacto en tamaño (15 × 15 × 18 cm) y peso (3 kg), lo que le permite ser portátil. Todo esto allanaría el camino para pruebas rápidas y descentralizadas de pacientes para el diagnóstico en los POC.

“A través de la mejora y miniaturización de la tecnología de PCR, hemos demostrado que es posible realizar un diagnóstico de POC con PCR en el campo, rápidamente”, dijo el profesor Cheon Jinwoo, director del CNM.

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Instituto de Ciencias Básicas