Un equipo de científicos dirigido por la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha creado un dispositivo alimentado por láser que puede atrapar y mover virus usando luz.

El dispositivo, que tiene la capacidad de manipular la luz para actuar como "pinzas", ayudaría en el desarrollo de nuevos enfoques para el diagnóstico de enfermedades y el estudio de virus, ya que el dispositivo puede "mover" con precisión un solo virus para apuntar a una parte en particular. de una celda.

También ayudaría en el desarrollo de vacunas, ya que el dispositivo permite a los científicos separar virus dañados o incompletos de un grupo de miles de otros especímenes en menos de un minuto, en comparación con los procesos actuales que son tediosos y carecen de precisión, dijeron los científicos.

El profesor asociado Eric Yap, de la Escuela de Medicina Lee Kong Chian de la NTU, genetista médico que codirigió la investigación, dijo:"El método convencional para analizar virus hoy en día es estudiar una población de miles o millones de virus. Solo conocemos su comportamiento promedio como una población completa. Con nuestra tecnología basada en láser, los virus individuales podrían estudiarse individualmente.

"Además de diagnosticar enfermedades, nuestro dispositivo podría usarse para detectar valores atípicos, por ejemplo, el raro virus individual que tiene el potencial de evolucionar y crear la próxima ola de una epidemia. Esto nos lleva a una era en la que podemos contemplar la precisión diagnósticos a nivel de virus único".

Los investigadores probaron su dispositivo conocido como chip de manipulación de virus digital en adenovirus, que es un grupo de virus comunes que pueden causar síntomas similares a los del resfriado, midiendo entre 90 y 100 nanómetros (nm) de diámetro. Aunque aún no se ha probado en coronavirus, tiene el potencial de ser utilizado para la investigación del virus SARS-CoV-2, que causa el COVID-19, ya que tiene un tamaño similar, entre 80 y 120 nm de diámetro.

El profesor Liu Aiqun, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la NTU, que dirigió la investigación, dijo:"Nuestra invención utiliza la luz para manipular virus en un cierto rango de tamaño y hemos demostrado que funciona con adenovirus. Creemos que nuestro dispositivo también podría ser utilizado para atrapar y concentrar SARS-CoV-2 para investigación y diagnóstico".

Los hallazgos del estudio se publicaron en la revista científica revisada por pares ACS Sensors en septiembre.

Investigadores de la Universidad Politécnica de Hong Kong, la Universidad de Hong Kong, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación (A*STAR), la Universidad de Tecnología de Sídney y la Universidad Nacional de Australia también participaron el estudio.

La forma 'ligera' de manipular virus con gran precisión

Con unas medidas de 2 cm por 2 cm, aproximadamente del tamaño de una miniatura, el dispositivo consta de un chip que está hecho de una oblea de óxido de silicio y nitruro de silicio, con cavidades de tamaño nanométrico para contener los virus atrapados. Encima del chip hay un láser que dirige rayos de luz altamente enfocados con la cantidad adecuada de energía para actuar como un par de "pinzas" que pueden aislar y mover virus.

El dispositivo funciona cargando un fluido que contiene virus, como sangre, en el chip. Después de lo cual, se dirige un rayo láser hacia él, formando puntos de luz. Como la intensidad de la luz es más alta en el centro de los puntos, se crea una gran fuerza que atrae y atrapa el virus en las cavidades designadas del chip.

Al cambiar la ubicación de los puntos de luz, los virus se pueden mover libremente a otras partes del chip. Esto permite clasificar y concentrar fácilmente virus de diferentes tamaños, que van desde 40 nm a 300 nm.

"Nuestra invención es un gran avance en la investigación de virus, ya que nos permite seleccionar especímenes individuales para el estudio, mientras que las tecnologías comparables actuales solo pueden manejar virus en grandes cantidades", dijo el profesor Liu.

"Por ejemplo, podemos aislar virus individuales con mutaciones para desarrollar terapias contra estas variantes. Nuestra invención utiliza materiales aislantes que son biocompatibles y no se calientan fácilmente, a diferencia de los métodos de clasificación actuales que generan mucho calor. Esto significa que los científicos deben tener confianza en el manejo de virus con este dispositivo sin afectar sus propiedades y viabilidad".

El profesor asociado Yap agregó:"Usando esta tecnología, podríamos seleccionar a mano partículas de virus específicas y estudiarlas para obtener nuevos conocimientos sobre ellas y las enfermedades que causan. Por ejemplo, podría abrir nuevos canales para un análisis más detallado de mutantes de virus específicos. lo que podría conducir a nuevas formas de caracterizar y contrarrestar estas variantes virales.

Los científicos están trabajando para ampliar el uso de su dispositivo alimentado por láser.

Por ejemplo, buscan estudiar cómo el dispositivo puede dirigir los virus aislados para infectar una parte específica de una célula humana. El equipo dijo que esto conduciría a avances en la investigación de virus y mejoraría la eficiencia del desarrollo de vacunas y medicamentos antivirales. + Explora más

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