Prueba de Saliva Portátil Detecta COVID-19 en Una Hora con Precisión PCR

Ingenieros han diseñado un pequeño dispositivo de mesa que puede detectar SARS-CoV-2 a partir de una muestra de saliva en aproximadamente una hora. El diagnóstico es tan preciso como las pruebas PCR que se usan ahora. El dispositivo también puede usarse para detectar mutaciones virales específicas vinculadas a algunas de las variantes de SARS-CoV-2 que circulan actualmente. Este resultado también puede obtenerse en una hora, lo que potencialmente facilita mucho el rastreo de diferentes variantes del virus, especialmente en regiones que no tienen acceso a instalaciones de secuenciación genética.

El nuevo diagnóstico puede ensamblarse por unos $15, pero esos costos podrían reducirse significativamente si los dispositivos se produjeran a gran escala.

El nuevo diagnóstico se basa en SHERLOCK, una herramienta basada en CRISPR. Los componentes del sistema incluyen una hebra guía de ARN que permite la detección de secuencias específicas de ARN objetivo y enzimas Cas que escinden esas secuencias y producen una señal fluorescente. Todos los componentes moleculares pueden liofilizarse para almacenamiento a largo plazo y reactivarse al exponerse al agua.

Los investigadores incorporaron un paso crítico de preprocesamiento que desactiva enzimas llamadas nucleasas salivales, que destruyen ácidos nucleicos como el ARN. Una vez que la muestra entra en el dispositivo, las nucleasas se inactivan por calor y dos reactivos químicos. Luego, el ARN viral se extrae y concentra pasando la saliva a través de una membrana.

Esta muestra de ARN se expone luego a componentes CRISPR/Cas liofilizados, que se activan mediante perforación automatizada de paquetes de agua sellados dentro del dispositivo. La reacción en una sola olla amplifica la muestra de ARN y luego detecta la secuencia de ARN objetivo, si está presente.

Los investigadores diseñaron el dispositivo, al que llaman SHERLOCK mínimamente instrumentado (miSHERLOCK), para que pueda tener hasta cuatro módulos que cada uno busca una secuencia de ARN objetivo diferente. El módulo original contiene hebras guía de ARN que detectan cualquier cepa de SARS-CoV-2. Otros módulos son específicos para mutaciones asociadas con algunas de las variantes que han surgido en el último año, incluyendo B.1.1.7, P.1 y B.1.351.

La variante Delta aún no era generalizada cuando los investigadores realizaron este estudio, pero como el sistema ya está construido, debería ser sencillo diseñar un nuevo módulo para detectar esa variante. El sistema también podría programarse fácilmente para monitorear nuevas mutaciones que podrían hacer al virus más infeccioso.

Los investigadores probaron primero su dispositivo con saliva humana añadida con secuencias sintéticas de ARN SARS-CoV-2 y luego con unas 50 muestras de pacientes que habían dado positivo por el virus. Encontraron que el dispositivo era tan preciso como las pruebas PCR estándar de oro que se usan ahora, que requieren hisopos nasales y toman más tiempo y significativamente más hardware y manejo de muestras para producir resultados.

El dispositivo produce una lectura fluorescente que puede verse a simple vista y los investigadores también diseñaron una aplicación para smartphone que puede leer los resultados y enviarlos a departamentos de salud pública para un rastreo más fácil. Los investigadores creen que el dispositivo podría producirse a un costo tan bajo como $2 a $3 por dispositivo.