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La prueba viruta-basada nueva del antígeno puede ofrecer la detección ultrasensible de SARS-CoV-2, gripe A

Los investigadores en UC Santa Cruz han desarrollado una prueba viruta-basada nueva del antígeno que puede ofrecer la detección ultrasensible de SARS-CoV-2 y de la gripe A, los virus que causan COVID-19 y gripe, respectivamente.

La prueba es bastante sensible descubrir y determinar los antígenos virales individuales uno por uno en muestras nasales del lampazo. Esta técnica ultrasensible se podía desarrollar eventual pues una herramienta diagnóstica molecular para el uso del punto-de-cuidado. Los investigadores denunciaron sus conclusión en el 4 de mayo publicado papel en procedimientos de la National Academy of Sciences.

Esto es un biosensor viruta-basado capaz de descubrir las proteínas individuales uno a la vez, y mostramos cómo puede ser utilizado para descubrir y para determinar los antígenos para las enfermedades múltiples al mismo tiempo.”

Holger Schmidt, estudia al autor y profesor mayor, eléctrico y la ingeniería informática, UC Santa Cruz

“Es una nueva manera entera de buscar biomarkers moleculares, no sólo para las enfermedades infecciosas, pero para cualquier biomarkers de la proteína usado en la prueba médica,” Schmidt adicional, que espera la silla de Kapany en optoelectrónica y dirige al W.M. Keck Center para Nanoscale Optofluidics en la escuela de Baskin de UCSC de la ingeniería.

El patrón oro actual para diagnosticar las infecciones SARS-CoV-2 utiliza tecnología de la polimerización en cadena para amplificar las pequeñas cantidades del material genomic del virus, y las muestras se analizan en laboratorios centralizados tales como laboratorio diagnóstico clínico de Colligan de UCSC. Las pruebas del antígeno, que descubren las proteínas virales, son más rápidas y más fáciles utilizar y haber sido aprobado para probar actualmente el cuidado (e.g., las oficinas del doctor) e incluso para el uso en casa, solamente estas pruebas no se consideran bastante exacto para la toma de decisión clínica, y sus resultados pueden requerir la confirmación con una técnica más segura.

La nueva prueba viruta-basada del antígeno es no sólo altamente sensible, pero también habilita la prueba simultánea para los virus múltiples a partir de una muestra.

Esto es importante para las enfermedades tales como COVID-19 y gripe que tengan síntomas similares. Las dimensiones ejecutadas para controlar el pandémico COVID-19 han reducido la incidencia de la gripe dramáticamente, pero en el futuro los doctores pueden necesitar una prueba rápida que pueda informarles con qué virus respiratorio infectan a un paciente.

El laboratorio de Schmidt, en colaboración con el grupo de Aaron Hawkins del co-autor en la universidad de Brigham Young, ha promovido la tecnología de la “viruta optofluidic” para los diagnósticos biomédicos, combinando el microfluidics (canales minúsculos para manejar muestras líquidas en una viruta) con la óptica integrada para el análisis óptico de únicas moléculas.

Para desarrollar la nueva prueba del antígeno, las personas de Schmidt diseñaron una antena fluorescente bastante brillante que los marcadores individuales se pueden descubrir ópticamente en la viruta. “La capacidad de descubrir marcadores individuales que los medios allí no son ninguna necesidad de un paso de la amplificación, que quita algo de la complejidad del tramitación,” él explicó.

El laboratorio de Schmidt había estado desarrollando las pruebas para otras enfermedades infecciosas cuando COVID-19 emergió como pandémico global el año pasado. Al principio, la investigación paró mientras que un paro estatal guardó todo el mundo en casa. Pero estaba sin obstrucción a Schmidt que la tecnología diagnóstica que su laboratorio desarrollaba para el virus de Zika y otras enfermedades infecciosas se podrían adaptar para COVID-19.

“Una vez que a nos se permitió volver al laboratorio para la investigación esencial, mis estudiantes comenzaron a entrar trabajar en el laboratorio solo en una prueba del coronavirus,” Schmidt dijo. “Era un esfuerzo heroico de mis estudiantes desarrollar estas pruebas a partir de cero. El pandémico primero nos cerramos, y entonces los incendios fuera de control golpe y nosotros tuvieron que evacuar nuestras muestras a Stanford y cerrar otra vez. Pero guardaron el ir.”

El estudiante de tercer ciclo Alexandra Stambaugh llevó el esfuerzo y es primer autor del papel. Las personas trabajaron con el laboratorio diagnóstico del campus para obtener las muestras nasales del lampazo para probar. Utilizaron solamente las muestras que habían probado la negativa para el coronavirus, agregando los antígenos virales a las muestras en las concentraciones clínico relevantes para validar las pruebas.

La prueba utiliza “una aproximación del bocadillo del anticuerpo” de uso general para los immunoensayos. En este caso, los anticuerpos específicos para el antígeno del objetivo se sujetan a los microbeads magnéticos, de modo que cualquier antígeno del objetivo presente en la muestra adhiera a las molduras. Después de lavarse, un segundo anticuerpo con el marcador fluorescente sujetado se agrega, y ata a cualquier antígeno del objetivo presente en las molduras.

Los marcadores fluorescentes son sujetados a los anticuerpos por un espaciador que se pueda hender por la luz ultravioleta, que libera los marcadores para atravesar la viruta de la detección donde se descubren uno por uno. Los investigadores sujetaron un marcador verde al anticuerpo del coronavirus y un marcador rojo al anticuerpo de la gripe para distinguir entre los dos virus.

Source:
Journal reference:

Stambaugh, A., et al. (2021) Optofluidic multiplex detection of single SARS-CoV-2 and influenza A antigens using a novel bright fluorescent probe assay. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2103480118.