El ingeniero mecánico Juan Santiago es un experto en microfluídica: laboratorios de química compacta que se utilizan cada vez más para analizar diversos líquidos en busca de toxinas, contaminación, parásitos, microbios y más. Santiago y el estudiante graduado Ashwin Ramachandran están trabajando para adaptar una de sus pruebas de microfluidos para detectar tuberculosis y detectar la presencia del virus SARS-CoV-2 que causa COVID-19. Aquí hay un extracto de una conversación con él sobre su proyecto.

¿Qué es la microfluídica?

La microfluídica es, esencialmente, un pequeño laboratorio médico que cabe en la palma de su mano. Hay tubos y bombas muy pequeños, etc., que mueven fluidos, como los de un hisopo nasal, una cantidad de lágrima es todo lo que se necesita, a través de una serie de reacciones químicas. Hay un procesador de computadora que monitorea todo y una conexión USB transmite información hacia y desde una computadora. De hecho, nuestra prueba se puede controlar en el campo utilizando un teléfono inteligente. Es muy móvil Muy compacto Y muy rapido.

¿Cuál es la ventaja de su sistema sobre las pruebas existentes?

Las ventajas son varias. Primero, es portátil y puede ser utilizado por cualquier médico, enfermera o técnico en el campo en el punto de atención. Segundo, es rápido. Las pruebas existentes pueden demorar ocho horas o más y las muestras deben enviarse a una instalación central. Actualmente no existe tal ensayo de punto de atención para SARS-CoV-2.

Por último, y quizás lo más importante, nuestra prueba puede detectar una infección activa por COVID-19, que es clave para la detección y el tratamiento tempranos. Los ensayos rápidos actuales se basan en anticuerpos contra el virus, no en el virus en sí. Entonces, esas pruebas pueden decirle al médico que la persona ha tenido la infección. El nuestro les dirá si el paciente está actualmente infectado y, por lo tanto, es infeccioso. Esta es una gran distinción para aislar a las personas que pueden infectar a otros.

¿Cómo funciona tu prueba?

En términos técnicos, el laboratorio primero busca rastros de material genético en la muestra, un corolario del ADN conocido como ARN. El ARN es la proteína que decodifica el ADN para crear las proteínas necesarias para la vida. Los virus dejan pequeños rastros de sí mismos donde quiera que vayan en forma de ARN.

Si encuentra ARN, puede recrear el ADN que lo produjo, un proceso conocido como transcripción inversa. Luego, necesitamos crear mucho ADN, es decir, necesitamos «amplificarlo». Luego, hacemos otro proceso donde etiquetamos el ADN del virus con pequeñas moléculas fluorescentes, de modo que cuando iluminamos la muestra con una luz ultravioleta, las muestras con coronavirus brillan en verde. Así es como sabríamos que el paciente tiene el virus SARS-CoV-2 que causa COVID-19. En una muestra donde no hay ARN de virus, la muestra no brilla.

En realidad, es bastante más complicado que esto, porque una muestra siempre contiene mucho ARN, del propio paciente, de los microbios presentes, incluso de otros virus que no ponen en peligro la vida. Queremos saber específicamente que el paciente tiene SARS-CoV-2, y no el resfriado común o la gripe. Eso es bastante complicado como puedes imaginar, especialmente para hacerlo lo suficientemente rápido como para mantenerte al día con el virus.

Toda esa transcripción, amplificación y etiquetado tiene lugar en este paquete compacto que puede llevarse al campo prácticamente en cualquier lugar. Esperamos que la prueba llegue a menos de 45 minutos, de principio a fin.

¿Qué tan rápido crees que puedes tener kits de prueba listos para usar?

Bueno, creemos que la ventana es demasiado estrecha para ayudar mucho con COVID-19, pero estamos trabajando tan rápido como podemos. Sin embargo, un kit de prueba de microfluidos como este podría reconfigurarse fácilmente para evitar futuras epidemias mucho más rápidamente que con COVID-19. Podrías enviar rápidamente un correo electrónico al nuevo ARN que estabas buscando y los kits podrían reconfigurarse en el acto para buscar cualquier nuevo virus o microbio de interés. Usamos la bacteria de la tuberculosis en nuestra prueba ahora, no es seguro usar el virus SARS-CoV-2 en este momento, pero la tecnología es aplicable a cualquier ARN, por lo que puede imaginar pruebas rápidas para bacterias como E. coli , MRSA, ántrax o virus como la gripe, el Ébola o el VIH, incluso parásitos como la malaria, la esquistosomiasis y otros. Sería una herramienta muy poderosa.