Microlab altamente automatizado del tamaño de la mitad de una tarjeta de crédito detecta la COVID-19 en 30 minutos
Por el equipo editorial de HospiMedica en español Actualizado el 09 Nov 2020 |

Ilustración
Aprovechando la tecnología llamada “laboratorio en un chip” y la técnica de edición genética de vanguardia conocida como CRISPR, los investigadores crearon un dispositivo altamente automatizado que puede identificar la presencia del nuevo coronavirus en solo media hora.
La prueba de microlaboratorio, desarrollada por científicos de Stanford Medicine (Stanford, CA, EUA), aprovecha el hecho de que los coronavirus como el SARS-COV-2, el virus que causa el COVID-19, deja pequeñas huellas genéticas dondequiera que vayan en forma de hebras de ARN, el precursor genético del ADN. Si el ARN del coronavirus está presente en una muestra de hisopo, la persona de quien se tomó la muestra está infectada. Para iniciar una prueba, el líquido de una muestra de hisopo nasal se deja caer en el microlab, que utiliza campos eléctricos para extraer y purificar cualquier ácido nucleico como el ARN que pueda contener. El ARN purificado luego se convierte en ADN y luego se replica muchas veces usando una técnica conocida como amplificación isotérmica.
A continuación, el equipo utilizó una enzima llamada CRISPR-Cas12, hermana de la enzima CRISPR-Cas9 asociada con el Premio Nobel de Química de este año, para determinar si parte del ADN amplificado provenía del coronavirus. Si es así, la enzima activada desencadena sondas fluorescentes que hacen que la muestra brille. Aquí también, los campos eléctricos juegan un papel crucial al ayudar a concentrar todos los ingredientes importantes (el ADN objetivo, la enzima CRISPR y las sondas fluorescentes) juntos, en un espacio diminuto, más pequeño que el ancho de un cabello humano, lo que aumenta drásticamente las posibilidades de que interactúen.
El equipo creó su dispositivo con un presupuesto reducido de alrededor de 5.000 dólares. Por ahora, el paso de amplificación del ADN se debe realizar fuera del chip, pero los investigadores esperan que en unos meses su laboratorio integre todos los pasos en un solo chip. Varias pruebas de diagnóstico a escala humana utilizan técnicas similares de amplificación de genes y enzimas, pero son más lentas y caras que la nueva prueba, que proporciona resultados en solo 30 minutos. Otras pruebas pueden requerir más pasos manuales y pueden tardar varias horas. Los investigadores dicen que su enfoque no es específico para la COVID-19 y se podría adaptar para detectar la presencia de otros microbios dañinos, como E. coli en muestras de alimentos o agua o tuberculosis y otras enfermedades en la sangre.
“El microlab es un chip de microfluidos de apenas la mitad del tamaño de una tarjeta de crédito que contiene una compleja red de canales, más pequeños que el ancho de un cabello humano”, dijo el autor principal del estudio, Juan G. Santiago, profesor de ingeniería mecánica de la Fundación Charles Lee Powell en Stanford y experto en microfluidos, un campo dedicado al control de fluidos y moléculas a microescala mediante chips. “Nuestro chip es único en el sentido de que utiliza campos eléctricos para purificar los ácidos nucleicos de la muestra y para acelerar las reacciones químicas que nos permiten saber que están presentes”.
Enlace relacionado:
Stanford Medicine
La prueba de microlaboratorio, desarrollada por científicos de Stanford Medicine (Stanford, CA, EUA), aprovecha el hecho de que los coronavirus como el SARS-COV-2, el virus que causa el COVID-19, deja pequeñas huellas genéticas dondequiera que vayan en forma de hebras de ARN, el precursor genético del ADN. Si el ARN del coronavirus está presente en una muestra de hisopo, la persona de quien se tomó la muestra está infectada. Para iniciar una prueba, el líquido de una muestra de hisopo nasal se deja caer en el microlab, que utiliza campos eléctricos para extraer y purificar cualquier ácido nucleico como el ARN que pueda contener. El ARN purificado luego se convierte en ADN y luego se replica muchas veces usando una técnica conocida como amplificación isotérmica.
A continuación, el equipo utilizó una enzima llamada CRISPR-Cas12, hermana de la enzima CRISPR-Cas9 asociada con el Premio Nobel de Química de este año, para determinar si parte del ADN amplificado provenía del coronavirus. Si es así, la enzima activada desencadena sondas fluorescentes que hacen que la muestra brille. Aquí también, los campos eléctricos juegan un papel crucial al ayudar a concentrar todos los ingredientes importantes (el ADN objetivo, la enzima CRISPR y las sondas fluorescentes) juntos, en un espacio diminuto, más pequeño que el ancho de un cabello humano, lo que aumenta drásticamente las posibilidades de que interactúen.
El equipo creó su dispositivo con un presupuesto reducido de alrededor de 5.000 dólares. Por ahora, el paso de amplificación del ADN se debe realizar fuera del chip, pero los investigadores esperan que en unos meses su laboratorio integre todos los pasos en un solo chip. Varias pruebas de diagnóstico a escala humana utilizan técnicas similares de amplificación de genes y enzimas, pero son más lentas y caras que la nueva prueba, que proporciona resultados en solo 30 minutos. Otras pruebas pueden requerir más pasos manuales y pueden tardar varias horas. Los investigadores dicen que su enfoque no es específico para la COVID-19 y se podría adaptar para detectar la presencia de otros microbios dañinos, como E. coli en muestras de alimentos o agua o tuberculosis y otras enfermedades en la sangre.
“El microlab es un chip de microfluidos de apenas la mitad del tamaño de una tarjeta de crédito que contiene una compleja red de canales, más pequeños que el ancho de un cabello humano”, dijo el autor principal del estudio, Juan G. Santiago, profesor de ingeniería mecánica de la Fundación Charles Lee Powell en Stanford y experto en microfluidos, un campo dedicado al control de fluidos y moléculas a microescala mediante chips. “Nuestro chip es único en el sentido de que utiliza campos eléctricos para purificar los ácidos nucleicos de la muestra y para acelerar las reacciones químicas que nos permiten saber que están presentes”.
Enlace relacionado:
Stanford Medicine
Últimas COVID-19 noticias
- Sistema de bajo costo detecta el virus SARS-CoV-2 en el aire del hospital mediante burbujas de alta tecnología
- China aprueba la primera vacuna inhalable contra la COVID-19 del mundo
- Vacuna en parche contra la COVID-19 combate variantes del SARS-CoV-2 mejor que las agujas
- Pruebas de viscosidad sanguínea predicen riesgo de muerte en pacientes hospitalizados con COVID-19
- ‘Computadora Covid’ usa IA para detectar COVID-19 en exámenes de TC de tórax
- Técnica de resonancia magnética muestra la causa de los síntomas de COVID prolongada
- TC del tórax de los pacientes con COVID-19 podrían ayudar a diferenciar entre las variantes del SARS-CoV-2
- Resonancia magnética especializada detecta anormalidades pulmonares en pacientes no hospitalizados con COVID prolongada
- Algoritmo de IA identifica a los pacientes hospitalizados con mayor riesgo de morir por COVID-19
- Estudio evalúa el impacto de la COVID-19 sobre la gammagrafía de ventilación/perfusión
- Sensor de sudor detecta biomarcadores claves que suministran una alarma precoz de la COVID-19 y la influenza
- Modelo de IA para seguimiento de COVID-19 predice mortalidad durante los primeros 30 días del ingreso
- ECG puede señalar pacientes hospitalizados con COVID-19 con riesgo más alto de muerte
- IA predice pronóstico de COVID a un nivel casi experto con base en tomografías computarizadas
- Examen de TC muestra evidencia de daño pulmonar persistente mucho tiempo después de neumonía por COVID-19
- Plataforma órgano-en-un-chip ayuda a diseñar estrategia para tratar complicaciones severas de la COVID-19
Canales
Cuidados Criticos
ver canal
Plantilla inteligente inalámbrica y autoalimentada mejora el control de la salud personal
Millones de personas enfrentan dificultades con funciones ambulatorias, como caminar, correr y subir escaleras. Aunque en los últimos años ha crecido el interés por desarrollar sistemas... Más
Novedoso sistema de cánula permite la administración dirigida de agentes de imagen y fármacos
La microscopía multifotónica se ha convertido en una herramienta invaluable en neurociencia, permitiendo a los investigadores observar la actividad cerebral en tiempo real con imágenes... MásTécnicas Quirúrgicas
ver canal
Tecnología de bypass coronario sin suturas elimina la necesidad de cirugías a corazón abierto
En pacientes con enfermedad de las arterias coronarias, ciertos vasos sanguíneos pueden estar estrechados o bloqueados, lo que requiere la colocación de un stent o la realización de... Más
Las imágenes intravasculares mejoran la seguridad en la implantación de stents
Los pacientes diagnosticados con enfermedad coronaria arterial, causada por la acumulación de placa en las arterias, se someten con frecuencia a una intervención coronaria percutánea (ICP).... MásCuidados de Pacientes
ver canal
Plataforma de biosensores portátiles reducirá infecciones adquiridas en el hospital
En la Unión Europea, aproximadamente 4 millones de pacientes adquieren infecciones asociadas a la atención de la salud (IAAS), o infecciones nosocomiales, cada año, lo que provoca alrededor de 37.... Más
Tecnología portátil de luz germicida, única en su tipo, desinfecta superficies clínicas de alto contacto en segundos
La reducción de las infecciones adquiridas en la atención sanitaria (IAAS) sigue siendo una cuestión apremiante dentro de los sistemas sanitarios mundiales. Sólo en Estados Unidos, 1,7 millones de pacientes... Más
Solución de optimización de la capacidad quirúrgica ayuda a hospitales a impulsar utilización de quirófanos
Una solución innovadora tiene la capacidad de transformar la utilización de la capacidad quirúrgica al atacar la causa raíz de las ineficiencias los bloques de tiempo quirúrgico.... Más
Innovación revolucionaria en esterilización de instrumentos quirúrgicos mejora significativamente rendimiento del quirófano
Una innovación revolucionaria permite a los hospitales mejorar significativamente el tiempo de procesamiento de instrumentos y el rendimiento en quirófanos y departamentos de procesamiento... MásTI
ver canal
Nanopartículas imprimibles permiten la producción masiva de biosensores portátiles
Es probable que el futuro de la medicina se centre en la personalización de la atención médica, comprendiendo exactamente lo que cada individuo necesita y proporcionando la combinación... Más
Los relojes inteligentes podrían detectar la insuficiencia cardíaca congestiva
El diagnóstico de la insuficiencia cardíaca congestiva (ICC) suele requerir técnicas de diagnóstico por imagen costosas y que consumen mucho tiempo, como la ecocardiografía,... MásPruebas POC
ver canal
Lector de inmunoensayo de pruebas POC proporciona análisis cuantitativo de kits de prueba para diagnóstico más preciso
Un lector de inmunoensayos cuantitativos pequeño y liviano que proporciona un análisis cuantitativo de cualquier tipo de kits o tiras de prueba rápida, y se puede conectar a una PC... Más
Sistema de hemostasia de sangre total POC de última generación reconoce necesidades específicas de servicios de emergencia y quirófanos
Las pruebas hemostáticas actuales proporcionan solo un subconjunto de la información necesaria, o tardan demasiado en ser útiles en situaciones críticas de hemorragia, lo que... Más
Laboratorio portátil permitirá identificación de infecciones bacterianas más rápida y económica en el punto de necesidad
La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es la falta de respuesta de las bacterias a un determinado antibiótico debido a mutaciones o genes de resistencia que la especie ha adquirido.... MásNegocios
ver canal
Colaboración ampliada transformará la tecnología en quirófanos mediante IA y automatización
La expansión de una colaboración existente entre tres empresas líderes tiene como objetivo desarrollar soluciones impulsadas por inteligencia artificial (IA) para quirófanos... Más