Dispositivo biosensor para diagnóstico de Zika

Se desarrolló un nuevo sistema de detección basado en un biosensor plasmónico que puede diagnosticar la infección reciente o actual del virus Zika (ZIKV) en 15 minutos o menos.

 

La epidemia continua de virus Zika exige una respuesta basada en pruebas diagnósticas rápidas, de bajo costo y exactas que se puedan distribuir y aplicar ampliamente en las regiones pandémicas. Con este fin, unos investigadores de la Universidad de Washington (St. Louis, MO, EUA) desarrollaron un dispositivo en papel, bioplasmónico (BPD) innovador, adaptable, y de despliegue rápido, para la detección de la infección por el ZIKV, mediante la cuantificación de anticuerpos anti IgG e IgM - ZIKV – contra la proteína no estructural 1 (NS1) en suero. El BPD se basa en la proteína ZIKV-NS1 como elemento de captura y en nanobastones de oro como nanotransductores plasmónicos.

 

La resonancia plasmónica es un fenómeno que se produce cuando la luz se refleja en finas películas metálicas, que se pueden usar para medir la interacción de biomoléculas en la superficie. De la película se origina una onda de densidad de carga de electrones cuando la luz se refleja en la película bajo condiciones específicas. Una fracción de la energía luminosa incidental en un ángulo definido puede interactuar con los electrones deslocalizados en la película metálica (plasmón) reduciendo así la intensidad de la luz reflejada. El ángulo de incidencia en el que esto ocurre se ve influido por el índice de refracción cerca de la parte posterior de la película metálica, a la que se inmovilizan las moléculas diana. Si los ligandos en una fase móvil, que se extiende a lo largo de una célula de flujo, se unen a las moléculas en la superficie, el índice de refracción local cambia en proporción a la masa que se inmoviliza. Esto se puede monitorizar en tiempo real detectando cambios en la intensidad de la luz reflejada. En el estudio actual, se usaron nanobastones de oro como los transductores de resonancia de los plasmones.

 

En el nuevo BPD, se unió la proteína NS1 a los nanobastones de oro montados en una hoja de papel que fue recubierta, a continuación, con nanocristales protectores. Los nanocristales protegían los nanobastones y permitían que se pudieran almacenar sin refrigeración. Para realizar el ensayo, el papel se enjuagó con agua ligeramente ácida, retirando los cristales protectores y exponiendo la proteína montada en los nanobastones. Posteriormente, se aplicó una gota de la sangre del paciente. Si el paciente había tenido contacto con el virus, la muestra de sangre contenía inmunoglobulinas que se unían a la proteína del virus Zika. La unión de inmunoglobulinas a la muestra de sangre provocó que los nanobastones sufrieran un ligero cambio de color que se pudo detectar con un espectrofotómetro de mano.

 

Los resultados de un pequeño estudio clínico revelaron que el BPD mostró excelente sensibilidad y selectividad tanto contra la IgG anti-ZIKV-NS1 como contra la IgM, en suero humano. Además, la prueba mostró una excelente estabilidad de los BPD a temperatura ambiente, e incluso elevada, durante un mes mediante la técnica de bioconservación basada en una estructura metálico-orgánica (MOF).

 

“Estamos aprovechando el hecho de que los pacientes montan un ataque inmune contra esta proteína viral”, dijo el autor principal, Jeremiah J. Morrissey, profesor de investigación de anestesiología en la Universidad de Washington. “Las inmunoglobulinas persisten en la sangre durante unos meses, y cuando entran en contacto con los nanobastones de oro, éstos sufren un ligero cambio de color que se puede detectar con un espectrofotómetro de mano. Con esta prueba, los resultados serán claros antes de que el paciente salga del consultorio, lo que permite el asesoramiento inmediato y el acceso al tratamiento”.

 

Los detalles del BPD se publicaron en la edición digital del 10 de agosto de 2017 de la revista Advanced Biosystems.