Las enfermedades respiratorias virales son fácilmente transmisibles y pueden propagarse rápidamente por todo el mundo. causando daños importantes. La pandemia de COVID-19 en curso es un testimonio de esto. En el pasado también otros virus han causado brotes masivos de enfermedades respiratorias:por ejemplo, un subtipo del virus de la influenza, el virus tipo A H1N1, fue responsable de la gripe española y los brotes de gripe porcina. Por lo tanto, para prevenir tales crisis de salud en el futuro, El diagnóstico oportuno y preciso de estos virus es fundamental. Esto es exactamente en lo que los investigadores de Corea han intentado trabajar, en su nuevo estudio.

Desde hace varias décadas, Los ensayos basados ​​en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) han sido el estándar de oro para detectar los virus de la influenza. Y aunque estos ensayos son muy sensibles, pueden requerir reactivos costosos y protocolos complicados. Una alternativa potencialmente mejor puede ser la "dispersión Raman mejorada en la superficie" (SERS). Los ensayos basados ​​en SERS funcionan depositando una muestra líquida sobre un material de sustrato con una superficie de metal noble nanoestructurada. Las partículas virales de las muestras se detectan cuando se hibridan con aptámeros unidos al sustrato, "moléculas que pueden unirse a moléculas diana específicas. Esta unión se detecta visualmente como un cambio en la" intensidad de la señal, "que disminuye a medida que aumenta la carga viral debido a cambios conformacionales en el sustrato. Sin embargo, un inconveniente importante de estos ensayos es la escasa reproducibilidad de las señales de uniones calientes heterogéneas (regiones densas en electrones que contribuyen a las señales).

En un intento por superar este desafío, los investigadores antes mencionados de la Universidad de Chung-Ang y el Instituto de Ciencia de Materiales de Corea, dirigido por el profesor Jaebum Choo, diseñó un nuevo sustrato plasmónico de "nano-palomitas de maíz" en 3D. Hablando de la importancia de su estudio publicado en Biosensores y bioelectrónica , El profesor Choo dice:"Enfermedad infecciosa, causado por la influenza respiratoria, SARS, MERS, y virus del SARS-2, pueden propagarse periódicamente y son una amenaza para la salud mundial. Nuestro enfoque de aptasensor basado en SERS proporciona una nueva plataforma de diagnóstico para las enfermedades infecciosas respiratorias en el futuro ".

En su diseño, los científicos recubrieron dos capas de partículas de oro sobre un sustrato de polímero mediante evaporación térmica secuencialmente. Las dos capas se separaron mediante un tratamiento con un compuesto llamado "perfluorodecanotiol:(PFDT). La diferencia de energía entre el PFDT y la capa de oro fue lo que provocó que los iones de oro se difundieran a la superficie, formando nanopartículas que aparecen como "palomitas de maíz" espaciadas uniformemente. Esta disposición reforzó colectivamente la intensidad de la señal que se produjo, generando múltiples "puntos calientes" en el sustrato.

Luego, los científicos evaluaron el rendimiento del ensayo utilizando diferentes concentraciones del virus H1N1. Detectaron con éxito diferentes cargas virales en solo 20 minutos y desde un volumen minuto de 3 μL (3 microlitros:1000 ^th parte de 3 ml). Es más, el sistema también podía clasificar con precisión diferentes cepas de virus de la influenza y detectar los virus H1N1 con una sensibilidad tres veces mayor que la de las pruebas ELISA que se utilizan habitualmente. No solo esto se encontró que el ensayo era altamente reproducible. Satisfecho con los resultados, El profesor Choo afirma:"Nuestro sistema de análisis permitió el análisis ultrasensible y confiable del virus de la influenza. Tal método permitiría un diagnóstico en una etapa temprana, facilitar el inicio del tratamiento antiviral, y proporcionar vigilancia de infecciones, particularmente para aquellos con alto riesgo de complicaciones relacionadas con el virus ".

De hecho, el equipo está seguro de que sus hallazgos pueden, algún día, utilizarse para combatir la pandemia actual. El profesor Choo dice:"Actualmente estamos desarrollando un aptasensor basado en SERS para el diagnóstico rápido del coronavirus a partir de muestras respiratorias humanas. También estamos desarrollando un nuevo enfoque de diagnóstico para diferenciar entre los virus de la influenza A y los coronavirus".

Ojalá, El nuevo ensayo de "nano-palomitas de maíz" puede ayudar a combatir muchas crisis de salud importantes en el futuro.