Nuevo sensor detecta proteína de COVID-19 con precisión

COVID-19, causado por el virus SARS-CoV-2, apareció por primera vez en Wuhan, China, en diciembre de 2019. Desde entonces, se ha propagado rápidamente por todo el mundo y ha sufrido varias mutaciones. Hasta el 12 de mayo de 2024, el número total de casos reportados en todo el mundo ha superado los 775 millones. COVID-19 ha tenido un efecto enorme en nuestras vidas diarias, afectando todo, desde la economía hasta la educación e incluso nuestra salud mental.

#Lucha Contra COVID-19

Investigadores y científicos de muchos campos están trabajando duro para combatir COVID-19 y otras enfermedades respiratorias de fácil contagio. Uno de los logros clave ha sido el desarrollo de vacunas y métodos de tratamiento, que han ayudado a reducir las visitas al hospital y salvar vidas. Hacer pruebas para detectar el virus es esencial para controlar su propagación. Proporciona información vital sobre cuán extendido está el virus y qué tan fácilmente se propaga.

#Métodos Diagnósticos

En los últimos años, se han creado varios métodos diagnósticos para detectar COVID-19. Estos métodos incluyen:

• Diagnósticos Moleculares: Estas pruebas analizan el material genético del virus. Son precisas, pero pueden tardar mucho tiempo y requieren personal capacitado para realizarlas.
• Pruebas de Anticuerpos/Antígenos: Estas pruebas buscan Proteínas específicas o anticuerpos relacionados con el virus. Aunque son más rápidas y económicas, no son tan precisas como las pruebas moleculares.
• Imágenes Médicas: Técnicas como exámenes de tomografía computarizada y radiografías pueden mostrar problemas pulmonares relacionados con COVID-19. Sin embargo, pueden ser costosas y exponer a los pacientes a radiación.
• Biosensores: Estos son dispositivos más nuevos que utilizan tecnología especial para detectar rápidamente el virus sin necesidad de equipo complicado.

#Nueva Tecnología de Detección

En este informe, nos enfocaremos en un nuevo tipo de sensor conocido como sensor de impedancia de matriz de nanovías sin etiquetas microfabricadas. Este sensor está diseñado para detectar proteínas espiga de SARS-CoV-2 en saliva artificial. Se ha utilizado anteriormente para identificar hormonas de estrés y otras proteínas en suero humano.

#Conceptos Básicos del Sensor

El sensor consiste en pequeños pocillos hechos de materiales especiales que pueden detectar la presencia de proteínas objetivo cuando se introducen. Utiliza electrodos de oro para medir cambios en la impedancia eléctrica, lo que indica si las proteínas deseadas están presentes. Cuando el sensor está en funcionamiento, los investigadores pueden ver cambios en tiempo real en el voltaje a medida que las proteínas se unen a los anticuerpos dentro de los pocillos.

#Cómo Funciona

La prueba comienza inyectando anticuerpos en los pocillos. Estos anticuerpos son como los porteros en un club: solo dejarán unirse a las proteínas correctas (las proteínas espiga de SARS-CoV-2). Después de que los anticuerpos están en su lugar, se agrega la muestra de prueba y cualquier evento de unión se monitorea revisando las señales eléctricas. Si están presentes las proteínas correctas, habrá cambios notables en las lecturas de voltaje.

#Proceso de Creación del Sensor

Crear este sensor es un poco como construir un pequeño club de alta tecnología para virus. Los pasos para hacer el sensor implican colocar capas de materiales sobre una superficie de vidrio, utilizando técnicas como la fotolitografía (piense en ello como escultura basada en luz) para crear los patrones de los pocillos.

1. Capa de Oro: Se aplica una delgada capa de oro para ayudar con la conductividad.
2. Óxido de Aluminio: Esta capa actúa como aislante, manteniendo todo ordenado dentro de los pocillos.
3. Creación de los Pocillos: A través de una serie de pasos de grabado, los pocillos se diseñan cuidadosamente para asegurarse de que puedan contener las muestras de prueba.

El producto final es un sensor que puede detectar proteínas en líquidos fácilmente sin necesidad de equipo avanzado.

#Preparando las Soluciones de Prueba

Para las pruebas, los investigadores utilizan tipos específicos de anticuerpos dirigidos al SARS-CoV-2, mezclados en una solución salina conocida como PBS. También preparan saliva artificial para simular condiciones del mundo real. Las proteínas objetivo se añaden a esta mezcla en varias concentraciones para ver qué tan bien las capta el sensor.

#Monitoreo en Tiempo Real

El sensor está diseñado para monitorear cambios en tiempo real. Cuando se agrega por primera vez 1X PBS (la solución de trabajo) al sensor, provoca un aumento inicial en el voltaje. Después de eso, se monitorean cuidadosamente los cambios para ver cómo reacciona el sensor a diferentes soluciones de prueba. Los investigadores utilizan diferentes frecuencias para asegurarse de obtener los mejores resultados, sin interferencia del equipo.

#Resultados de las Pruebas

El objetivo principal de estas pruebas era determinar qué tan sensible es el sensor al detectar proteínas espiga de SARS-CoV-2. En experimentos anteriores, el sensor podía detectar estas proteínas a un límite de alrededor de 200 ng/mL. Sin embargo, los investigadores estaban ansiosos por mejorar esto.

#Encontrar un Mejor Buffer

Durante las pruebas, los científicos descubrieron que diferentes concentraciones de PBS afectaban significativamente los resultados. Después de probar varias diluciones, encontraron que una solución salina más débil (0.18X PBS) coincidía mejor con la línea base de la saliva y conducía a capacidades de detección mejoradas. Con esta nueva solución, lograron reducir el límite de detección a 0.2 ng/mL, lo cual es una mejora impresionante.

#Pruebas de Especificidad

Para establecer la efectividad del nuevo sensor, los investigadores necesitaban demostrar que podía distinguir entre SARS-CoV-2 y virus similares como el MERS-CoV. Al introducir proteínas de MERS-CoV en el sensor, verificaron si había algún evento de unión con los anticuerpos de SARS-CoV-2. Los resultados mostraron que no hubo interacción, confirmando que el sensor puede distinguir entre estas proteínas similares pero distintas.

#Conclusión

En resumen, se desarrolló un sensor nuevo e innovador para detectar proteínas espiga de SARS-CoV-2. Este sensor mostró claras ventajas en términos de resultados rápidos y la capacidad de diferenciar entre proteínas similares. El uso innovador de un biosensor ofrece una herramienta prometedora para el monitoreo y la prueba continuos en la lucha contra COVID-19.

Los avances realizados con este sensor no solo ofrecen esperanza para una detección rápida, sino que también destacan la importancia de desarrollar herramientas simples y efectivas en el cuidado de la salud. ¿Quién diría que la ciencia puede ser tan seria y tan genial? ¡Es como un gadget de James Bond, pero para detectar virus! A medida que el mundo sigue navegando por los desafíos que presenta COVID-19, innovaciones como esta nos dan un vistazo a un futuro más resiliente.