Técnica novedosa de rayos X revela los mejores anticuerpos contra el SARS-CoV-2 para el desarrollo de pruebas rápidas confiables para la COVID-19

Una técnica de imágenes que ayuda a revelar los mejores anticuerpos para la detección de la COVID-19 podría allanar el camino para pruebas instantáneas confiables en el mercado.

Una nueva investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley, CA, EUA) sugiere que se podría desarrollar un ensayo de flujo lateral altamente sensible, el mismo tipo de dispositivo que se usa en las pruebas de embarazo caseras, utilizando pares de anticuerpos rígidos que se unen a la proteína de la nucleocápside del SARS-CoV- 2. Dicha prueba solo requeriría una pequeña gota de moco o saliva, podría dar resultados en 15 minutos y podría detectar una infección por COVID-19 un día antes de la aparición de los síntomas.

Las pruebas estándar de oro actuales para la COVID-19 utilizan una forma de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para identificar la presencia de ácido nucleico (ARN) del SARS-CoV-2 en lugar de una proteína viral. Son bastante exactas, con tasas de falsos negativos que oscilan por debajo del 5% (dependiendo principalmente del sitio de muestreo, el tipo de muestra y la etapa de la infección). Sin embargo, es necesario enviar las pruebas de PCR para su análisis a un laboratorio acreditado.

Las pruebas rápidas de antígenos utilizan anticuerpos para detectar partes específicas de la propia partícula viral. Las pruebas de antígenos actuales tienen una tasa muy baja de falsos positivos, pero están plagadas de altas tasas de falsos negativos y, por lo tanto, no pueden reemplazar las pruebas de PCR para el diagnóstico definitivo de la COVID-19. Si se lanzara al mercado una prueba de antígeno más exacta, podría servir como una herramienta de detección inicial útil similar a cómo funcionan las pruebas de embarazo caseras. En el caso de un resultado positivo, el usuario debería tomar las medidas de precaución adecuadas (aislamiento y otras conductas de prevención de la transmisión) y luego confirmar el diagnóstico mediante una prueba oficial en una clínica de salud.

Los investigadores de Berkeley utilizaron la dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) realizada en la fuente de luz avanzada (ALS) de Berkeley Lab para examinar unas 20 interacciones anticuerpo-antígeno. Sus datos mostraron que un par particular de anticuerpos monoclonales se unían a la proteína de la nucleocápside de manera muy fuerte y estable, en parte debido a la rigidez de los anticuerpos. Todos los anticuerpos varían en su grado de rigidez según la secuencia de aminoácidos de sus “brazos”, que son la parte de las moléculas en forma de Y que se unen a los antígenos.

Se sabe que la red de anticuerpos y la alta estabilidad de unión mejoran la sensibilidad de los ensayos de flujo lateral, y los investigadores han especulado durante mucho tiempo que la flexibilidad de los anticuerpos juega un papel en ambas propiedades. Pero estudiar la dinámica física de los pares anticuerpo-antígeno para encontrar los anticuerpos más efectivos es muy difícil con las técnicas tradicionales de imagenología, que requieren que las moléculas se estabilicen o cristalicen. La técnica SAXS desarrollada por los investigadores de Berkeley permite a los científicos examinar anticuerpos y antígenos en su estado natural, es decir, cuando se mueven libremente en un líquido.

“También se observó que la combinación de los dos anticuerpos rígidos aumenta la creación de redes, un proceso en el que múltiples anticuerpos unidos al mismo antígeno en diferentes sitios forman grupos o 'redes' más grandes”, explicó Curtis D. Hodg, investigador postdoctoral y primer autor en el estudio.

“A medida que avanzamos hacia la normalidad y la reapertura de las economías en todo el mundo, existe una demanda continua de pruebas rápidas y de bajo costo que se puedan autoadministrar sin la necesidad de un profesional capacitado”, dijo Michal Hammel, biofísico del Área de Biociencias de Berkeley Lab. “Las pruebas de PCR de COVID-19 que se utilizan actualmente son caras, de alrededor de 100 dólares por prueba y, en promedio, los laboratorios de EUA realizan un millón de pruebas por día. Una prueba rápida y exacta de antígenos podría costar 1 dólar cada una y eliminar el tiempo de espera”.

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Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley