Una innovación en la Universidad de Purdue podría permitir la detección altamente sensible de una enfermedad infecciosa como el VIH o la tos ferina mediante el uso de un dispositivo de bajo costo, automatizado prueba en el lugar de atención similar en embalaje a una prueba de embarazo.

La prueba en papel podría permitir la detección ultrasensible de patógenos con una interacción mínima del usuario y sin tener que enviar la prueba a un laboratorio y esperar los resultados.

Jacqueline Linnes, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Biomédica Weldon de Purdue, está desarrollando la tecnología utilizando pruebas de amplificación de ácido nucleico (NAAT) en papel, que es una técnica molecular utilizada para detectar un virus o patógeno bacteriano en particular en una muestra de sangre, tejido o fluido corporal. Otros co-inventores de la tecnología son Megan Chiu y Rui Shen, dos estudiantes de pregrado, y Elizabeth Phillips, Kristin Byers y Orlando Hoilett, estudiantes de posgrado, todo en la Facultad de Ingeniería de Purdue.

"Las NAAT existentes a menudo requieren el uso de una gran instrumento voluminoso que contiene complejos, cartuchos de plástico moldeados por inyección que pueden costar $ 30 o más cada uno, más del doble de caro que las pruebas de laboratorio de alto rendimiento, "Dijo Linnes.

Linnes dijo que los NAAT actuales basados ​​en papel plantean limitaciones.

"Otros laboratorios de investigación han estado desarrollando NAAT en papel que requieren múltiples Pasos activados por el usuario para mover la muestra de la preparación a la amplificación y luego a los subsistemas de detección. ", Dijo Linnes." Estos pasos iniciados por el usuario son puntos de error potencial que pueden resultar en la contaminación de la muestra y en el momento incontrolado de las reacciones de amplificación. Con nuestra tecnología, nuestro objetivo es integrar cada paso en un solo, bajo costo, proceso automatizado ".

El Linnes Lab se especializa en desarrollar ultrasensibles, bajo costo, diagnósticos en el punto de atención mediante el aprovechamiento de las propiedades de flujo de fluidos del papel y la cera. El Linnes Lab ha desarrollado una tecnología para imprimir válvulas de tinta de cera que se abren y cierran con calentamiento localizado para permitir reacciones de varios pasos dentro de una sola prueba basada en papel.

"Los diagnósticos en el punto de atención de un solo paso, como las pruebas de embarazo y malaria, utilizan la acción capilar en el papel para mover los fluidos a lo largo de una ruta de detección, "Linnes dijo." Desafortunadamente, la mayoría de los diagnósticos de enfermedades requieren reacciones de varios pasos mucho más complicadas que las que pueden realizar estas sencillas pruebas en papel ".

La tecnología que se está desarrollando permite que los reactivos de amplificación se impriman en papel y se cambien por objetivos genéticos particulares, para detectar diferentes enfermedades o incluso detectar el mismo patógeno y ver si es resistente a los antibióticos.

La innovación combate el problema de tener que incubar el patógeno durante un período de tiempo determinado, luego mueva la muestra a una detección separada, eliminando la interacción excesiva del usuario.

"Las NAAT requieren que el patógeno de interés se incube durante 15 a 30 minutos, a veces más antes de la detección, ", Dijo Linnes." Nuestra tecnología tiene válvulas de cera de temperatura controlada que automatizan los fluidos del papel dentro del dispositivo. Las válvulas pueden capturar e incubar el fluido para su amplificación. Una vez incubado, las válvulas se pueden calentar mediante resistencias impresas en la parte posterior del papel para permitir que el fluido vaya aguas abajo a una prueba de flujo lateral. Esta detección final es tan fácil como visualizar una línea en una prueba de embarazo ".

Linnes dijo que los componentes individuales del dispositivo se han probado con éxito.

"Hemos probado cada parte del dispositivo por separado con resultados satisfactorios. Nuestro objetivo es realizar pruebas de integración completa cuando todo esté ensamblado este año, ", dijo. La investigación original para este proyecto recibió fondos de la Fundación Bill &Melinda Gates Grand Challenges para trabajar en una plataforma de prueba para detectar el VIH". También estamos trabajando en la detección del cólera, una enfermedad diarreica infecciosa y a menudo mortal, en Haití, así como Bordetella pertussis, que es tos ferina ".