Dispositivo diagnostica COVID-19 a partir de saliva

Los ingenieros han diseñado un pequeño dispositivo de mesa que puede detectar el SARS-CoV-2 a partir de una muestra de saliva en aproximadamente una hora. El diagnóstico es tan preciso como las pruebas de PCR que se utilizan ahora. El dispositivo también se puede utilizar para detectar mutaciones virales específicas vinculadas a algunas de las variantes del SARS-CoV-2 que ahora circulan. Este resultado también se puede obtener en una hora, lo que podría facilitar mucho el seguimiento de diferentes variantes del virus, especialmente en regiones que no tienen acceso a instalaciones de secuenciación genética.

El nuevo diagnóstico se puede ensamblar por alrededor de $ 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 cadena guía de ARN que permite la detección de secuencias de ARN diana específicas y enzimas Cas que escinden esas secuencias y producen una señal fluorescente. Todos los componentes moleculares se pueden liofilizar para almacenarlos a largo plazo y reactivarlos al exponerlos al agua.

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

Luego, esta muestra de ARN se expone a componentes CRISPR/Cas liofilizados, que se activan mediante la perforación automática de paquetes de agua sellados dentro del dispositivo. La reacción de un solo recipiente 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), de modo que puede tener hasta cuatro módulos, cada uno de los cuales busca una secuencia de ARN diana diferente. El módulo original contiene hebras guía de ARN que detectan cualquier cepa de SARS-CoV-2. Otros módulos son específicos de mutaciones asociadas con algunas de las variantes que han surgido en el último año, incluidos B.1.1.7, P.1 y B.1.351.

La variante Delta aún no estaba muy extendida cuando los investigadores realizaron este estudio, pero debido a que 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 que el virus sea más infeccioso.

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

El dispositivo produce una lectura fluorescente que se puede ver a simple vista y los investigadores también diseñaron una aplicación para teléfonos inteligentes que puede leer los resultados y enviarlos a los departamentos de salud pública para facilitar el seguimiento. Los investigadores creen que el dispositivo podría producirse a un costo tan bajo como $2 a $3 por dispositivo.