Prueba rápida de orina detecta la esquistosomiasis urogenital

En las regiones con infraestructura reducida, el diagnóstico molecular en el punto de atención (POC) tiene el potencial de transformar el manejo de las enfermedades infecciosas, como la esquistosomiasis, que si no se diagnostica produce una significativa morbilidad a largo plazo.

Los biosensores electroquímicos son muy adecuados para el diagnóstico molecular, debido a su alta sensibilidad, bajo costo, facilidad de integración a los dispositivos para el POC y la portabilidad de la instrumentación de lectura. Ahora, se ha utilizado para detectar la esquistosomiasis urogenital.

Unos científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (CA, EUA) y sus colegas han desarrollado una estrategia para el diagnóstico molecular rápido, en una hora, de las infecciones bacterianas del tracto urinario utilizando unos biosensores electroquímicos. Las células urinarias se lisan y son aplicadas directamente a un conjunto de sensores que funcionan gracias a unas sondas de oligonucleótidos dirigidas al ácido ribonucleico de los ribosomas 16S (rARN) de los uropatógenos comunes. La formación del complejo de hibridación específico de una secuencia, entre el rARN del patógeno y los pares marcados de la sonda para captura y detección se puede rastrear gracias a una etiqueta enzimática que ayuda a la emisión de una señal amperométrica.

El biosensor se compone de tres electrodos planos de oro, cada uno de los cuales sirve para medición, auxiliar y referencia. Para el análisis con el biosensor, las sondas de captura están unidas a la superficie del electrodo de trabajo a través de un enlace tiol. Las células presentes en la muestra se lisan y se mezclan con una solución tamponada de la sonda de detección y después se aplican a la superficie del sensor. Si el rARN buscado está presente, se formará un complejo de hibridación con las sondas de ubicación, captura y detección. Este complejo se detecta mediante la unión de un conjugado de peroxidasa de rábano picante (HRP) con anti-fluoresceína, el cual se une a una etiqueta de fluoresceína que marca la sonda de detección y con la adición de tetrametilbencidina (TMB). El transporte de electrones mediado por la HRP se mide por amperometría y la señal es proporcional a la cantidad de la molécula objetivo.

Al inducir el movimiento del bloque de líquido y el calentamiento local, la electrocinética de la corriente alterna (AC) aumenta la relación de señal a ruido del análisis con el biosensor. Además la aplicación de la electrocinética facilitará la integración a un dispositivo para el POC, ya que evita la necesidad de una incubadora externa para hacer la hibridación. Para la detección de la esquistosomiasis, los científicos aplicaron el potencial de una onda cuadrada de AC a través de los electrodos auxiliar y de trabajo de los sensores electroquímicos, utilizando un generador de funciones.

Los autores llegaron a la conclusión de que han dado un paso importante hacia el desarrollo de un dispositivo para el POC que permita la detección rápida de huevos de Schistosoma haematobium en la orina. Ellos han implementado estrategias útiles para la integración de los dispositivos, tales como la lisis mecánica y la electrocinética de la AC. Para el desarrollo futuro, van a integrar este núcleo del análisis en un cartucho de microfluidos totalmente automatizado, además de optimizar la sensibilidad de la detección y validarlo con muestras clínicas.

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Stanford University School of Medicine