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Los investigadores de Stanford crean un dispositivo altamente automatizado que pueda descubrir COVID-19 en 30 minutos

En el pandémico, los expertos de la enfermedad infecciosa y los trabajadores médicos de la frente han pedido una prueba más rápida, más barata y más segura COVID-19. Ahora, leveraging la supuesta el “laboratorio en tecnología de una viruta” y la técnica que corregía genética punta conocidas como CRISPR, los investigadores en Stanford ha creado un dispositivo altamente automatizado que puede determinar la presencia del coronavirus nuevo en apenas una media hora.

“El microlab es de la talla de la viruta apenas una mitad microfluidic de una tarjeta de crédito que contiene una red compleja de los canales más pequeños que la anchura de un cabello humano,” dijo al autor mayor del estudio, Juan G. Santiago, el profesor del asiento de Charles Lee Powell de la ingeniería industrial en Stanford y un experto en microfluidics, de un campo dedicado a los líquidos que controlaban y de moléculas en la microescala usando virutas.

La nueva prueba COVID-19 se detalla en un estudio publicado el 4 de noviembre en los procedimientos del gorrón de la National Academy of Sciences. “Nuestra prueba puede determinar una infección activa relativamente rápidamente y barato. No es también confiada en los anticuerpos como muchas pruebas, que indica solamente si alguien ha tenido la enfermedad, y no si están infectados actualmente y por lo tanto contagioso,” explicó Ashwin Ramachandran, estudiante de tercer ciclo de Stanford y autor del estudio el primer.

La prueba del microlab se aprovecha del hecho de que los coronaviruses tienen gusto de SARS-COV-2, el virus que causa COVID-19, se va detrás de las huellas dactilares genéticas minúsculas dondequiera que él vaya bajo la forma de cabos del ARN, el precursor genético de la DNA. Si se infecta el ARN de los coronavirus está presente en una muestra del lampazo, la persona de quien la muestra fue recogida.

Para iniciar una prueba, el líquido de una muestra nasal del lampazo se cae en el microlab, que utiliza campos eléctricos para extraer y para purificar cualquier ácido nucléico como el ARN que puede ser que contenga. El ARN purificado entonces se convierte en la DNA y después replegó muchas veces sobre usar una técnica conocida como amplificación isotérmica.

Después, las personas utilizaron una enzima llamada CRISPR-Cas12 - hermano de la enzima CRISPR-Cas9 asociada al Premio Nobel De este año en química - para determinar si la DNA amplificada ua de los vino del coronavirus.

Si es así la enzima activada acciona las antenas fluorescentes que hacen la muestra brillar intensamente. Aquí también, los campos eléctricos desempeñan un papel crucial ayudando al concentrado todos los ingredientes importantes - la DNA del objetivo, la enzima de CRISPR y las antenas fluorescentes - juntos en un espacio minúsculo más pequeño que la anchura de un cabello humano, aumentando dramáticamente las ocasiones que obrarán recíprocamente.

Nuestra viruta es única en que utiliza campos eléctricos a ambas purifica los ácidos nucléicos de la muestra y acelerar las reacciones químicas que nos permiten saber están presentes.”

Juan G. Santiago, el autor mayor del estudio

Las personas crearon su dispositivo con un presupuesto muy reducido de cerca de $5.000. Por ahora, el paso de la amplificación de la DNA se debe realizar fuera de la viruta, pero Santiago cuenta con que dentro de meses su laboratorio integre todos los pasos en una única viruta.

Varios las pruebas diagnósticas de la humano-escala utilizan técnicas similares de la amplificación y de la enzima del gen, pero son más lentos y más costosos que la nueva prueba, que ofrece resultados en apenas 30 minutos. Otras pruebas pueden requerir pasos más manuales y pueden tardar varias horas.

Los investigadores dicen que su aproximación no es específica a COVID-19 y que se podría adaptar para descubrir la presencia de otros microbios dañinos, tales como Escherichia Coli en muestras de la comida o de agua, o tuberculosis y otras enfermedades en la sangre.

“Si queremos buscar una diversa enfermedad, diseñamos simple la serie apropiada del ácido nucléico en una computador y la enviamos sobre correo electrónico a un fabricante comercial del ARN sintetizado. Ellos reexpedición un frasco con la molécula que configura de nuevo totalmente nuestro análisis para una nueva enfermedad,” Ramachandran dijo.

Los investigadores están trabajando con la compañía del Ford Motor para integrar más lejos los pasos y para desarrollar su prototipo en un producto comercial.

Source:
Journal reference:

Ramachandran, A., et al. (2020) Electric field-driven microfluidics for rapid CRISPR-based diagnostics and its application to detection of SARS-CoV-2. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2010254117.