Una nueva herramienta para monitorear COVID-19 puede que algún día esté justo debajo de sus narices. Investigadores de la Universidad de California en San Diego están desarrollando una tira reactiva que cambia de color que se puede pegar en una máscara y usar para detectar el SARS-CoV-2 en el aliento o la saliva de un usuario.

El proyecto, que recibió $ 1.3 millones de los Institutos Nacionales de Salud, tiene como objetivo proporcionar Vigilancia asequible y fiable de las infecciones por COVID-19 que se puede realizar a diario y se puede implementar fácilmente en entornos de escasos recursos. Es parte del programa de Aceleración Rápida de Diagnósticos Radicales (RADx-rad) de los NIH para COVID-19.

"De muchas maneras, Las máscaras son el sensor 'portátil' perfecto para nuestro mundo actual, "dijo Jesse Jokerst, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego e investigador principal principal del proyecto. "Estamos tomando lo que muchas personas ya están usando y reutilizándolos, para que podamos identificar nuevas infecciones rápida y fácilmente y proteger a las comunidades vulnerables ".

El equipo creará tiras reactivas, o pegatinas, que se puede poner en cualquier máscara (N95, quirúrgico o de tela). Estarán diseñados para detectar la presencia de moléculas que escinden proteínas, llamadas proteasas, que se producen a partir de la infección con el virus SARS-CoV-2.

La idea es que a medida que el usuario respira a través de la máscara, Las partículas, incluidas las proteasas del SARS-CoV-2 si el usuario está infectado, se acumularán en la tira reactiva. Al final del día o durante un cambio de mascarilla, el usuario realizará la prueba. La tira reactiva está equipada con un blister que el usuario exprimirá, liberando nanopartículas que cambian de color en presencia de las proteasas SARS-CoV-2. Una línea de control en la tira reactiva mostrará cómo debería verse un resultado positivo. Sería similar a verificar los resultados de una prueba de embarazo casera.

Jokerst señala que las tiras no están destinadas a reemplazar los protocolos de prueba actuales de COVID-19.

"Piense en esto como un enfoque de vigilancia, similar a tener un detector de humo en su casa, ", dijo." Esto se quedaría en segundo plano todos los días y, si se activa, entonces sabrá que hay un problema y ahí es cuando lo buscaría con pruebas más sofisticadas, "

Las tiras reactivas se pueden producir en masa fácilmente mediante el procesamiento de rollo a rollo. Esto reduciría los costos a unos pocos centavos por tira. "Queremos que sea lo suficientemente asequible para las pruebas diarias, ", Dijo Jokerst. Esto permitiría instalaciones de alto riesgo, como casas de grupo, prisiones, Clínicas de diálisis y refugios para personas sin hogar para monitorear nuevas infecciones antes y con mayor frecuencia para reducir la propagación. él dijo.

Jokerst se está asociando con investigadores de la Facultad de Medicina de UC San Diego para probar las tiras primero en muestras de saliva positivas para COVID-19. luego en pacientes y trabajadores de la salud en el Sistema de Salud de Veterans Affairs San Diego.

Los co-investigadores del equipo son William Penny, profesor de medicina clínica, y cardiólogo en VA San Diego Healthcare System, Louise Laurent, profesor de obstetricia, ginecología y ciencias de la reproducción, y Rob Knight, profesor de pediatría, bioingeniería e informática e ingeniería, y director del Center for Microbiome Innovation en UC San Diego.

Herramienta potencial contra futuros brotes

Esta tecnología puede traducirse en futuros brotes de coronavirus, Dijo Jokerst. "Las proteasas que estamos detectando aquí son las mismas que están presentes en las infecciones con el virus SARS original de 2003, así como con el virus MERS, por lo que no sería exagerado imaginar que aún podríamos beneficiarnos de este trabajo más adelante en caso de que surjan pandemias futuras ".

E incluso con los esfuerzos de vacunación en marcha, este enfoque de vigilancia podría implementarse en partes del mundo donde las vacunas aún no están disponibles o aún tienen una distribución limitada.

Enfoque de la ciencia de los materiales para la seguridad de las máscaras

Además de este trabajo, Jokerst y su equipo, en colaboración con el profesor de nanoingeniería de UC San Diego Ying Shirley Meng, han llevado a cabo una investigación en profundidad sobre las máscaras para responder una pregunta candente que surgió al principio de la pandemia:¿Se pueden reutilizar los respiradores N95 de manera segura después de ser desinfectados?

La respuesta, ellos encontraron, Es sí.

Desde el inicio de la pandemia COVID-19, los trabajadores de la salud se han enfrentado a la escasez de equipos de protección personal. Los investigadores y los centros médicos de los EE. UU. Han encontrado formas de descontaminar y reutilizar los respiradores N95 para ayudar a mantener seguros a los trabajadores de la salud mientras prestan servicios en el frente. Jokerst, Meng y sus colegas querían explorar exactamente qué tan seguros y efectivos son los respiradores para su reutilización.

Un artículo que detalla este trabajo fue publicado en Interfaces y materiales aplicados ACS . UC San Diego Doctorado en Ciencias de los Materiales. el estudiante Wonjun Yim es el primer autor del estudio.

Los investigadores de UC San Diego estudiaron las propiedades científicas de los materiales de los respiradores N95 y KN95 antes y después de la descontaminación; el proceso implicaba calentar los respiradores en un horno a 70 C (158 F) durante 30 minutos a la vez. tres veces en total. Utilizaron un aparato de filtración para contar cuántas partículas en el aire son capturadas por los respiradores. También examinaron las fibras de los respiradores con un microscopio electrónico.

El equipo descubrió que después del tratamiento térmico, los respiradores pudieron filtrar el 90 por ciento de las partículas en el aire, una pequeña disminución de su calificación original de 95. Tampoco vieron cambios en la estructura, densidad o ancho de las fibras.

"Estas máscaras son más reutilizables de lo que la gente piensa. Es un buen conocimiento tener, saber que estos todavía ofrecen una protección significativa después de haber sido calentados varias veces, "Dijo Jokerst.

"La gente en este momento no entiende lo que sucede cuando respiras sobre un trozo de tela todo el día, ", dijo." Estos estudios sentarán las bases para que pensemos en cómo podemos usar nuestras máscaras de manera más segura e inteligente ".