Prueba nueva para la COVID-19 combina la IA con la tecnología de nanoporos para detectar el SARS-CoV-2 en los POC en cinco minutos
Por el equipo editorial de HospiMedica en español Actualizado el 20 Jun 2021 |

Imagen: Principio de funcionamiento del nanoporo de inteligencia artificial para la detección de coronavirus (Fotografía cortesía de la Universidad de Osaka)
Los investigadores han desarrollado una nueva prueba altamente sensible para el virus SARS-CoV-2 que utiliza una fusión de inteligencia artificial (IA) y tecnología de nanoporos permitiendo pruebas rápidas en el punto de atención para la COVID-19.
Un equipo de científicos de la Universidad de Osaka (Osaka, Japón) demostró que las partículas de virus individuales que atraviesan un nanoporo pueden ser identificadas con exactitud mediante el aprendizaje automático. La plataforma de prueba que crearon era tan sensible que los coronavirus responsables del resfriado común, SARS, MERS y COVID podían diferenciarse entre sí. Este trabajo puede conducir a pruebas de detección rápidas, portátiles y exactas para la COVID y otras enfermedades virales.
La pandemia mundial de coronavirus ha revelado la necesidad crucial de una detección rápida de patógenos. Sin embargo, el estándar de oro actual para detectar virus de ARN, incluido el SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19, es la prueba de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). Si bien este método es exacto, es relativamente lento, lo que dificulta las intervenciones oportunas necesarias para controlar un brote. Ahora, los científicos dirigidos por la Universidad de Osaka desarrollaron un sistema de nanoporos inteligente que se puede utilizar para la detección de partículas del virus SARS-CoV-2. Mediante el uso de métodos de aprendizaje automático, la plataforma puede discriminar con exactitud entre coronavirus de tamaño similar responsables de diferentes enfermedades respiratorias.
Para fabricar el dispositivo, se perforaron nanoporos de solo 300 nanómetros de diámetro en una membrana de nitruro de silicio. Cuando la fuerza electroforética atrae un virus a través de un nanoporo, la abertura se bloquea parcialmente. Esto disminuye temporalmente el flujo iónico dentro del nanoporo, que se detecta como un cambio en la corriente eléctrica. La corriente en función del tiempo proporcionó información sobre el volumen, la estructura y la carga superficial del objetivo objeto del análisis. Sin embargo, para interpretar las señales sutiles, que podrían ser tan pequeñas como unos pocos nanoamperios, se necesitaba el aprendizaje automático. El equipo utilizó 40 muestras de saliva positivas para PCR y 40 negativas para PCR para entrenar el algoritmo.
Con esta plataforma, los investigadores pudieron lograr una sensibilidad del 90% y una especificidad del 96% para la detección del SARS-CoV-2 en solo cinco minutos utilizando muestras clínicas de saliva. La plataforma de prueba completa consta de un software de aprendizaje automático en un servidor, un instrumento portátil de medición de corriente de alta precisión y módulos de nanoporos semiconductores rentables. Mediante el uso de un método de aprendizaje automático, los investigadores esperan que este sistema se pueda adaptar para uso en la detección de enfermedades infecciosas emergentes en el futuro. El equipo espera que este método revolucione la salud pública y el control de enfermedades.
“Nuestra tecnología innovadora tiene una alta sensibilidad e incluso puede identificar eléctricamente partículas de virus individuales”, dijo el primer autor, el profesor Masateru Taniguchi. “Esperamos que esta investigación permita realizar pruebas rápidas de detección en los lugares de atención para el SARS-CoV-2 sin la necesidad de extraer el ARN. Un método no invasivo y fácil de usar como este es más adecuado para el diagnóstico inmediato en los hospitales y para la detección en lugares donde se reúnen grandes multitudes”.
Enlace relacionado:
Universidad de Osaka
Un equipo de científicos de la Universidad de Osaka (Osaka, Japón) demostró que las partículas de virus individuales que atraviesan un nanoporo pueden ser identificadas con exactitud mediante el aprendizaje automático. La plataforma de prueba que crearon era tan sensible que los coronavirus responsables del resfriado común, SARS, MERS y COVID podían diferenciarse entre sí. Este trabajo puede conducir a pruebas de detección rápidas, portátiles y exactas para la COVID y otras enfermedades virales.
La pandemia mundial de coronavirus ha revelado la necesidad crucial de una detección rápida de patógenos. Sin embargo, el estándar de oro actual para detectar virus de ARN, incluido el SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19, es la prueba de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). Si bien este método es exacto, es relativamente lento, lo que dificulta las intervenciones oportunas necesarias para controlar un brote. Ahora, los científicos dirigidos por la Universidad de Osaka desarrollaron un sistema de nanoporos inteligente que se puede utilizar para la detección de partículas del virus SARS-CoV-2. Mediante el uso de métodos de aprendizaje automático, la plataforma puede discriminar con exactitud entre coronavirus de tamaño similar responsables de diferentes enfermedades respiratorias.
Para fabricar el dispositivo, se perforaron nanoporos de solo 300 nanómetros de diámetro en una membrana de nitruro de silicio. Cuando la fuerza electroforética atrae un virus a través de un nanoporo, la abertura se bloquea parcialmente. Esto disminuye temporalmente el flujo iónico dentro del nanoporo, que se detecta como un cambio en la corriente eléctrica. La corriente en función del tiempo proporcionó información sobre el volumen, la estructura y la carga superficial del objetivo objeto del análisis. Sin embargo, para interpretar las señales sutiles, que podrían ser tan pequeñas como unos pocos nanoamperios, se necesitaba el aprendizaje automático. El equipo utilizó 40 muestras de saliva positivas para PCR y 40 negativas para PCR para entrenar el algoritmo.
Con esta plataforma, los investigadores pudieron lograr una sensibilidad del 90% y una especificidad del 96% para la detección del SARS-CoV-2 en solo cinco minutos utilizando muestras clínicas de saliva. La plataforma de prueba completa consta de un software de aprendizaje automático en un servidor, un instrumento portátil de medición de corriente de alta precisión y módulos de nanoporos semiconductores rentables. Mediante el uso de un método de aprendizaje automático, los investigadores esperan que este sistema se pueda adaptar para uso en la detección de enfermedades infecciosas emergentes en el futuro. El equipo espera que este método revolucione la salud pública y el control de enfermedades.
“Nuestra tecnología innovadora tiene una alta sensibilidad e incluso puede identificar eléctricamente partículas de virus individuales”, dijo el primer autor, el profesor Masateru Taniguchi. “Esperamos que esta investigación permita realizar pruebas rápidas de detección en los lugares de atención para el SARS-CoV-2 sin la necesidad de extraer el ARN. Un método no invasivo y fácil de usar como este es más adecuado para el diagnóstico inmediato en los hospitales y para la detección en lugares donde se reúnen grandes multitudes”.
Enlace relacionado:
Universidad de Osaka
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
Una cápsula inteligente ingerible detecta sustancias químicas en el intestino
Los gases intestinales se asocian con diversas afecciones, como el cáncer de colon, el síndrome del intestino irritable y la enfermedad inflamatoria intestinal, y tienen el potencial de servir... Más
Nuevo método administra terapias celulares en pacientes críticos con soporte pulmonar externo
Hasta ahora, ha sido prácticamente imposible administrar terapias celulares a pacientes conectados a oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO), un sistema de soporte vital utilizado... Más
Tecnología de IA generativa detecta enfermedades cardíacas antes que los métodos convencionales
Detectar disfunciones cardíacas de forma temprana utilizando herramientas rentables y de fácil acceso, como los electrocardiogramas (ECG), y derivar eficazmente a los pacientes adecuados... Más
Dispositivo portátil de monitoreo de salud mide los gases emitidos y absorbidos por la piel
La piel desempeña un papel vital en la protección de nuestro cuerpo frente a los elementos externos. Un componente clave de esta función protectora es la barrera cutánea, compuesta por proteínas y grasas... MásTécnicas Quirúrgicas
ver canal
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).... Más
La primera plataforma de guía quirúrgica con IA permite a los cirujanos medir el éxito en tiempo real
Los cirujanos siempre han enfrentado desafíos para medir su progreso hacia los objetivos quirúrgicos durante los procedimientos. Tradicionalmente, obtener mediciones requería salir... Más
Corazones sintéticos generados por IA ayudan en el tratamiento de la fibrilación auricular
La fibrilación auricular (FA) es un trastorno común del ritmo cardíaco, a menudo asociado con el desarrollo de fibrosis, que consiste en la formación de tejido cicatricial en... Más
Nueva clase de bioadhesivos conecta tejidos humanos a implantes médicos de larga duración
Los dispositivos médicos y los tejidos humanos difieren significativamente en su composición. Mientras que los dispositivos médicos se fabrican principalmente con materiales duros como el metal y el plástico,... 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