Los nanoingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado sondas nuevas y mejoradas, conocidos como controles positivos, que podría facilitar la validación rápida, pruebas de diagnóstico en el lugar de atención para COVID-19 en todo el mundo.

Los controles positivos, hecho de partículas similares a virus, son estables y fáciles de fabricar. Los investigadores dicen que los controles tienen el potencial de mejorar la precisión de las nuevas pruebas de COVID-19 que son más simples, más rápido y más barato, lo que permite ampliar las pruebas fuera del laboratorio.

"Nuestro objetivo es tener un impacto no necesariamente en el hospital, donde tenga instalaciones de última generación, pero en bajos recursos, áreas desatendidas que pueden no tener la infraestructura sofisticada o el personal capacitado, "dijo Nicole Steinmetz, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego.

Los controles positivos son un elemento básico en el laboratorio:se utilizan para verificar que una prueba o experimento realmente funciona. Los controles positivos que se utilizan principalmente para validar las pruebas actuales de COVID-19 son ARN sintéticos desnudos, plásmidos o muestras de ARN de pacientes infectados. Pero el problema es que el ARN y los plásmidos no son estables como las partículas virales. Pueden degradarse fácilmente y requieren refrigeración. lo que los hace inconvenientes y costosos para enviar alrededor del mundo o almacenar durante largos períodos de tiempo.

En un artículo publicado el 25 de noviembre en ACS Nano , Investigadores de UC San Diego dirigidos por Steinmetz informan que al empaquetar segmentos de ARN del virus SARS-CoV-2 en partículas similares a virus, pueden crear controles positivos para las pruebas de COVID-19 que son estables; pueden almacenarse durante una semana a temperaturas de hasta 40 grados C (104 grados F), y retienen el 70% de su actividad incluso después de un mes de almacenamiento, y pueden pasar la detección como el nuevo coronavirus sin ser infeccioso.

El equipo desarrolló dos controles diferentes:uno hecho a partir de nanopartículas de virus de plantas, el otro de nanopartículas de bacteriófagos. Usarlos es simple. Los controles se procesan y analizan junto con una muestra de paciente, proporcionando un punto de referencia confiable de cómo debería verse un resultado positivo de la prueba.

Para hacer los controles basados ​​en virus de plantas, los investigadores utilizan el virus del moteado clorótico del caupí, que infecta las plantas de guisantes de ojos negros. Básicamente abren el virus, eliminar su contenido de ARN, reemplácelos con una plantilla de ARN sintetizada que contenga secuencias específicas del virus SARS-CoV-2, luego cierre todo de nuevo.

El proceso para hacer los controles basados ​​en bacteriófagos comienza con plásmidos, que son anillos de ADN. Insertadas en estos plásmidos están las secuencias de genes de interés del virus SARS-CoV-2, así como genes que codifican proteínas de superficie del bacteriófago Qbeta. Estos plásmidos luego son absorbidos por bacterias. Este proceso reprograma las bacterias para producir partículas similares a virus con secuencias de ARN del SARS-CoV-2 en el interior y proteínas del bacteriófago Qbeta en el exterior.

Ambos controles fueron validados con muestras clínicas. Una gran ventaja los investigadores señalan, es que, a diferencia de los controles positivos que se utilizan hoy en día, estos se pueden utilizar en todos los pasos de una prueba de COVID-19.

"Podemos utilizarlos como controles de proceso completos; podemos ejecutar el análisis en paralelo con la muestra del paciente comenzando desde la extracción de ARN, "dijo el primer autor Soo Khim Chan, investigador postdoctoral en el laboratorio de Steinmetz. "Por lo general, se agregan otros controles en un paso posterior. Por lo tanto, si algo salió mal en los primeros pasos, no podrás saberlo ".

Hasta aquí, los investigadores han adaptado sus controles para su uso en la prueba RT-PCR autorizada por los CDC. Si bien este es actualmente el estándar de oro para las pruebas de COVID-19, es caro, complejo, y puede tardar días en devolver los resultados debido a la logística de enviar muestras a un laboratorio con capacidad de PCR.

Steinmetz, Chan y sus colegas ahora están trabajando para adaptar los controles para su uso en pruebas de diagnóstico menos complejas como la prueba RT-LAMP que se puede realizar en el lugar. fuera del laboratorio y proporcione resultados de inmediato.

"Es un enfoque de nanotecnología relativamente simple para hacer que los ensayos de baja tecnología sean más precisos, ", Dijo Steinmetz. Esto podría ayudar a derribar algunas de las barreras para las pruebas masivas de poblaciones desatendidas en los EE. UU. Y en todo el mundo".

Título del artículo:"Partículas parecidas a virus biomiméticos como herramientas de diagnóstico del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo".