Sensor nuevo de ADN detecta la presencia de virus y también si es infeccioso

Un sensor nuevo puede detectar no solo si un virus está presente, sino también si es infeccioso, una distinción importante para contener la propagación viral.

Investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign (Champaign, IL, EUA) y colaboradores desarrollaron el sensor, que integra fragmentos de ADN especialmente diseñados y la detección de nanoporos, para apuntar y detectar virus infecciosos en minutos sin la necesidad de pretratar las muestras. Demostraron el poder del sensor con dos virus clave que causan infecciones en todo el mundo: el adenovirus humano y el virus que causa la COVID-19.

El “estándar de oro” de la detección viral, las pruebas de PCR, detectan material genético viral pero no pueden distinguir si una muestra es infecciosa o determinar si una persona es contagiosa. Esto puede hacer que sea más difícil rastrear y contener los brotes virales, según los investigadores. Existen pruebas que detectan virus infecciosos, llamadas ensayos de placa, pero requieren una preparación especial y días de incubación para obtener resultados. Los investigadores informaron que el nuevo método de detección puede producir resultados entre 30 minutos y dos horas y dado que no requiere un tratamiento previo de la muestra, se puede usar en virus que no crecerán en el laboratorio.

Ser capaz de diferenciar los virus infecciosos de los no infecciosos y detectar pequeñas cantidades de muestras no tratadas que pueden contener otros contaminantes es importante no solo para el diagnóstico rápido de pacientes que se encuentran en la etapa inicial de la infección o que aún son contagiosos después del tratamiento, sino también para el monitoreo ambiental también, según los investigadores. La técnica de detección podría ser aplicada a otros virus, dicen los investigadores, modificando el ADN para apuntar a diferentes patógenos. Los aptámeros de ADN utilizados en el sensor se pueden producir fácilmente con sintetizadores de ADN ampliamente disponibles, de manera similar a las sondas de ARN producidas para las pruebas de PCR. Los sensores de nanoporos también están disponibles comercialmente, lo que hace que la técnica de detección sea fácilmente escalable.

Los investigadores trabajan para mejorar aún más la sensibilidad y selectividad de los sensores, y han integrado sus aptámeros de ADN con otros métodos de detección, como varillas reactivas que cambian de color o sensores para trabajar con teléfonos inteligentes, para eliminar la necesidad de equipos especiales. Con la capacidad de diferenciar los virus no infecciosos de los infecciosos, los investigadores dijeron que esperan que su tecnología también pueda ayudar a comprender los mecanismos de infección.

“Con el virus que causa la COVID-19, se ha demostrado que el nivel de ARN viral tiene una correlación mínima con la infectividad del virus. En la etapa inicial, cuando una persona está infectada, el ARN viral es bajo y difícil de detectar, pero la persona es altamente contagiosa”, dijo Yi Lu, profesor emérito de química. “Cuando una persona se recupera y no es infecciosa, el nivel de ARN viral puede ser muy alto. Las pruebas de antígenos siguen un patrón similar, aunque incluso más tarde que el ARN viral. Por lo tanto, las pruebas de ARN viral y de antígenos son deficientes para informar si un virus es infeccioso o no. Puede dar como resultado un tratamiento retrasado o una cuarentena, o la liberación prematura de aquellos que aún pueden ser contagiosos”.

“La tecnología de aptámeros podría ser desarrollada aún más en plataformas multicanal para detectar otros patógenos virales emergentes, transmitidos por el agua, de preocupación para la salud pública y ambiental, como el norovirus y los enterovirus, o para variantes del virus que causa la COVID-19”, dijo Benito Marinas, profesor de ingeniería civil y ambiental.

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Universidad de Illinois Urbana-Champaign