Un detector portátil de patógenos ofrece una respuesta rápida ante las enfermedades
Muchos países de bajos ingresos carecen de la infraestructura necesaria para hacer frente a los brotes de enfermedades infecciosas: personal cualificado para recoger muestras, redes logísticas para transportarlas a los laboratorios y equipos capaces de identificar el patógeno. El proyecto ECLIPSE(se abrirá en una nueva ventana), respaldado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana), se puso en marcha para hacer frente a este reto mediante el desarrollo de un prototipo de detector portátil de patógenos fiable y económico. «ECLIPSE se puso en marcha al inicio de la pandemia de SARS-CoV-2, que puso de manifiesto la urgente necesidad de contar con herramientas de detección multipatógena de última generación en todo el mundo», afirma Luca Prodi, coordinador del proyecto. «Nuestro objetivo es producir un kit de identificación de patógenos de referencia, idóneo para el cribado masivo, que ayude a evitar que futuras epidemias se conviertan en la próxima pandemia».
Arrojar luz sobre los brotes
La innovación clave del equipo de ECLIPSE radicó en superar dos retos. El primero consistía en detectar un patógeno, o su ácido nucleico, con gran precisión. El proyecto creó una sonda mediante un «ensayo tipo sándwich de fagos», que aprovecha la maquinaria molecular de los virus para unirse a la superficie del patógeno de interés. Para aumentar la precisión, este tipo de sonda utiliza dos moléculas diferentes que se unen a dos puntos distintos del microbio, formando un «sándwich» alrededor del objetivo. El segundo reto consistía en generar una señal lo suficientemente fuerte incluso cuando hay poca cantidad de patógeno presente en una muestra. Para ello, el equipo utilizó la electroquimioluminiscencia (ECL), una técnica de detección sensible basada en la emisión de luz, complementada con estrategias biotecnológicas que amplifican considerablemente la señal. Cuando se introduce una muestra de sangre, saliva u orina en la plataforma ECLIPSE, unas microesferas magnéticas equipadas con sondas virales se adhieren al patógeno de interés. A continuación, las moléculas indicadoras que emiten luz se unen a ese objetivo. Un imán atrae las microesferas hacia un electrodo, donde un pulso eléctrico activa los marcadores para que se iluminen, con una intensidad proporcional a la cantidad de patógeno presente en la muestra. «Los ensayos de ECL convencionales suelen basarse en anticuerpos que solo llevan unas pocas etiquetas luminiscentes, mientras que nuestros sistemas basados en nanopartículas y fagos llevan miles de unidades luminiscentes por muestra, lo que da lugar a una señal detectable mucho más intensa. En comparación con las técnicas de ensayo de anticuerpos más típicas, es como pasar de una lámpara a una araña de cristal», explica Prodi, profesor de Química en la Universidad de Bolonia(se abrirá en una nueva ventana) (Italia). Para demostrar la versatilidad de la plataforma, se utilizó para identificar tres patógenos: el virus SARS-CoV-2, la bacteria «Pseudomonas» y el parásito protozoario «Leishmania». «Tanto con el virus SARS-CoV-2 como con la bacteria “Pseudomonas”, la plataforma mostró una elevada sensibilidad y especificidad. Sin embargo, muchas variables, como las fluctuaciones en la calidad de las muestras de los proveedores, comprometieron la reproducibilidad», señala Prodi. «La detección de parásitos resultó complicada, ya que deben localizarse dentro de las células huésped, lo que requiere un método más específico en el futuro, como centrarse en los glóbulos blancos infectados».
Preparación ante una pandemia
Dado que muchos expertos advierten de que no es cuestión de si llegará la próxima pandemia, sino de cuándo, la prueba de concepto de ECLIPSE podría suponer un punto de inflexión para la realización de pruebas de detección y el seguimiento de infecciones de forma rápida y fiable. «La plataforma está diseñada para adaptarse a otras enfermedades, incluido el cáncer», añade Prodi. «También puede utilizarse de forma rutinaria para realizar diagnósticos rápidos, por ejemplo, por parte de los médicos de cabecera, lo que permite tomar decisiones terapéuticas, como si recetar o no antibióticos». Con las patentes y una empresa derivada(se abrirá en una nueva ventana) ya constituida, se están explorando las opciones de comercialización. Se prevé que, en un primer momento, la plataforma se introduzca en el mercado veterinario, antes de desarrollar aplicaciones para uso humano.
