Tecnología novedosa impresa en 3D disminuye los costos de las pruebas ELISA

Las pruebas tradicionales de ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (ELISA) se realizan en placas con 96 micropozos; cada pozo funciona como una cámara de análisis separada donde las muestras se pueden combinar con varios agentes, que luego reaccionarán con la muestra, generalmente cambiando de color.

Aunque es efectivo y preciso, el equipo usado para procesar las pruebas ELISA es costoso, a menudo cuesta miles de dólares instalarlo en un laboratorio y requiere capacitación especializada para realizar pruebas, ya que las técnicas inadecuadas pueden llevar a resultados incorrectos. Los agentes utilizados en las pruebas reales, generalmente varias formas de anticuerpos, también pueden ser costosos.

Científicos de la Universidad de Connecticut (Storrs, CT, EUA) crearon una prueba novedosa “ELISA en una punta” basada en una pipeta, como una nueva herramienta de diagnóstico versátil que ofrece mejor sensibilidad, menor tiempo de incubación, accesibilidad y volúmenes menores de muestra y de reactivos, en comparación con el ELISA tradicional. La captura y el análisis de datos mediante un teléfono celular facilitan la entrega electrónica de resultados a los proveedores de atención médica.

Las puntas de las pipetas se diseñaron y se imprimieron en 3D como adaptadores para ajustarse a la mayoría de las pipetas comerciales de 50–200 μL. Los anticuerpos de captura (Ab1) se inmovilizan en las paredes internas de la punta de la pipeta, que sirve como compartimento de ensayo donde las muestras y los reactivos se mueven hacia adentro y hacia afuera mediante el pipeteo. Las señales se generan utilizando reactivos colorimétricos o quimioluminiscentes (CL) y se pueden cuantificar utilizando un teléfono celular, una cámara CCD o un lector de placas.

Los micropozos de las placas ELISA tradicionales contienen 400 µL de fluidos cada uno, pero las reacciones necesarias para medir los resultados de las pruebas solo ocurren en las paredes de plástico del pozo. Mientras que las puntas ELISA impresas en 3D contienen solo 50 µL, el diseño del reservorio dentro de la punta aumenta dramáticamente el área de superficie donde se producen las reacciones, permitiendo a los científicos usar mucho menos de los costosos anticuerpos utilizados para realizar la prueba y reducir significativamente el tiempo necesario para procesar la prueba y leer los resultados.

El equipo utilizó ELISA con puntas de pipeta, para detectar cuatro proteínas biomarcadoras de cáncer con límites de detección similares o inferiores a los ELISA de microplaca a un costo y tiempo de ensayo del 25%. Las recuperaciones de estas proteínas a partir de suero humano enriquecido fueron del 85% al 115% o mejor, dependiendo ligeramente del modo de detección. El uso de la cámara CCD en la cuantificación de la CL con reactivo de femto-luminol dio límites de detección (LOD) tan bajos como 0,5 pg/mL. Se analizaron trece muestras de pacientes para tres proteínas biomarcadoras con resultados bien correlacionados con los ELISA convencionales y un inmunoensayo electroquímico microfluídico establecido.

Mohamed Sharafeldin, MSc, asistente de investigación y primer autor del estudio, dijo: “No queríamos hacer un gran cambio en el ELISA tradicional; acabamos de hacer cambios diseñados, controlados. Por lo tanto, el procedimiento básico es el mismo. Usamos los mismos anticuerpos en las mismas concentraciones que se usan con las pruebas ELISA convencionales o tradicionales, por lo que usamos los mismos protocolos. Todo lo que se puede procesar mediante un ELISA normal se puede procesar con esto, con la ventaja de ser menos costoso, mucho más rápido y accesible”. El estudio se publicó el 3 de mayo de 2019 en la revista Analytical Chemistry.

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Universidad de Connecticut