Inmunosensor nuevo allana el camino para pruebas rápidas POC para COVID-19 y enfermedades infecciosas emergentes

Durante los primeros meses de la pandemia, las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) fueron una de las técnicas más utilizadas para detectar la COVID-19. Sin embargo, estas técnicas basadas en ARN viral requieren equipos costosos y tiempos de reacción de más de una hora, lo que las hace menos que ideales para las pruebas en los puntos de atención. Las limitaciones de la PCR impulsaron el desarrollo de varios métodos de inmunoensayo, que utilizan anticuerpos especialmente diseñados para detectar antígenos del SARS-CoV-2 con alta sensibilidad en poco tiempo. Hoy en día, los científicos mejoran aún más la tecnología de inmunoensayo para que las herramientas disponibles sean más convenientes, sensibles y rentables. En este contexto, un equipo de investigadores desarrolló un inmunosensor nuevo basado en la tecnología Quenchbody que muestra un gran potencial como herramienta rápida, económica y conveniente para detectar el SARS-CoV-2. Este enfoque diagnóstico altamente eficiente será útil no solo para las pruebas en los puntos de atención, sino también para estudios epidemiológicos de alto rendimiento de la COVID-19 y otras enfermedades infecciosas emergentes.

El equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech, Tokio, Japón) no solo desarrolló un nuevo inmunosensor fluorescente, Quenchbody, que puede detectar el SARS-CoV-2 con una velocidad y sensibilidad excepcionales, sino que también creó una forma sencilla de mejorar en gran medida el desempeño del inmunosensor utilizando un agente de aglomeración. Un Quenchbody es un sensor molecular desarrollado originalmente por el profesor Ueda y sus colegas utilizando fragmentos de anticuerpos y etiquetas fluorescentes. El fragmento de anticuerpo, que puede ser una región de unión a antígeno (o ‘Fab’), se dirige a una molécula viral específica (antígeno). Mientras tanto, las etiquetas fluorescentes son pequeñas moléculas de colorante fluorescente unidas por un conector peptídico al Quenchbody, cerca de la región de unión al antígeno. Cuando el antígeno está ausente, las etiquetas fluorescentes son atraídas por el Fab y los aminoácidos intrínsecos (principalmente triptófano) interactúan con los colorantes y apagan la fluorescencia. Sin embargo, cuando aparece el antígeno, reemplaza la etiqueta fluorescente en el Fab, lo que hace que se aleje y recupere su fluorescencia. Por lo tanto, en una prueba Quenchbody, un aumento en la fluorescencia indica la detección del antígeno objetivo.

En este estudio, el equipo de investigación desarrolló un Quenchbody de doble etiqueta dirigido a la proteína de la nucleocápside (proteína N) del SARS-CoV-2. Para llevar las cosas un paso más allá, también probaron si varios compuestos disponibles comercialmente podrían mejorar la sensibilidad y el tiempo de detección del inmunosensor. En particular, la adición de polietilenglicol 6000 (PEG6000) en la concentración correcta como agente de aglomeración aumentó el desempeño de manera significativa. Para validar aún más su enfoque, el equipo probó su inmunosensor en muestras clínicas sobrantes de pacientes positivos para COVID-19. Después de un análisis cuidadoso de los resultados, concluyeron que su Quenchbody, recientemente desarrollado, podría medir la proteína N más fácil y cuantitativamente que una prueba de antígeno de flujo lateral comercial.

“Nuestro trabajo muestra la viabilidad de utilizar los inmunosensores Quenchbody como herramientas rápidas y rentables para el diagnóstico y el análisis de alto rendimiento de muestras de hisopos en estudios epidemiológicos y de seguimiento a gran escala de la COVID-19, así como de otras enfermedades infecciosas emergentes”, dijo el director de la investigación, el profesor Hiroshi Ueda en Tokyo Tech.

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Instituto de Tecnología de Tokio