Una forma rápida y precisa de realizar pruebas de detección de la infección por COVID-19 sería un gran paso para superar el dominio del virus sobre nuestra sociedad. Ahora, investigadores japoneses han desarrollado una solución prometedora:una plataforma novedosa que combina la tecnología de nanoporos con la inteligencia artificial. El artículo, "Pruebas rápidas de alta precisión de variantes omicron del SARS-CoV-2 en muestras clínicas utilizando nanoporos de IA", se publicó en Lab on a Chip .
¿Qué es un nanoporo? Un nanoporo es un agujero minúsculo en un sustrato delgado, a menudo una oblea de silicio. Un nanoporo puede tener un diámetro que oscila entre varios nanómetros y varios cientos de nanómetros, una escala lo suficientemente pequeña como para funcionar con el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19.
Kaoru Murakami, autor principal del estudio, explica:"Nuestra tecnología implica observar los cambios en la corriente eléctrica a medida que diferentes materiales pasan a través de pequeños nanoporos. Con el uso de inteligencia artificial, podemos comprender la estructura, el volumen y la carga superficial de diferentes materiales, incluidos virus."
El SARS-CoV-2 es típico de muchos otros virus de ARN en el sentido de que muta constantemente, cambiando así las propiedades del virus, incluidas las tasas de infección y los síntomas. Una mutación infame del virus, la variante ómicrón, se identificó por primera vez en noviembre de 2021 y es conocida por su capacidad de propagarse rápidamente. Uno de los mayores desafíos para las pruebas de COVID-19 hasta ahora ha sido determinar con precisión la presencia o ausencia de variantes recientemente mutadas en una muestra.
Así, los investigadores primero intentaron demostrar que su plataforma podía detectar diferencias entre seis variantes diferentes del SARS-CoV-2. A continuación, investigaron si su plataforma podía identificar cepas de SARS-CoV-2 en 241 muestras de saliva, recolectadas de 132 personas infectadas con SARS-CoV-2 y 109 personas no infectadas.
La plataforma no solo pudo distinguir entre variantes del SARS-CoV-2, sino que también pudo determinar la presencia de la variante ómicrón el 100% de las veces.
Los investigadores plantean la hipótesis de que su plataforma impulsada por IA está detectando diferencias en las llamadas proteínas de pico (también llamadas proteínas S) que recubren la superficie de los coronavirus. Estas proteínas, que tienden a mutar muy rápidamente, se unen a los receptores de la célula huésped y desempeñan un papel crucial en la penetración de las células huésped.
Hasta ahora, el estándar de oro para la detección del SARS-CoV-2 ha sido un método llamado RT-PCR (la prueba de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa).
"Al igual que la RT-PCR, nuestra plataforma de nanoporos de IA puede detectar coronavirus con alta sensibilidad y especificidad. Sin embargo, una ventaja importante de nuestro sistema de nanoporos es que es mucho menos costoso y tiene el potencial de medir una mayor cantidad de muestras en un determinado período de tiempo", explica Masaaki Murakami, autor principal.
Los beneficios de este sistema no son específicos del SARS-CoV-2; Otros virus de ARN también tienden a tener altas tasas de mutación, por lo que esta plataforma podría usarse para detectar virus como el de la influenza. La nueva plataforma podría incluso adaptarse rápidamente para realizar pruebas de detección de la próxima enfermedad infecciosa que surja recientemente.
Más información: Kaoru Murakami et al, Pruebas rápidas de alta precisión de variantes omicron del SARS-CoV-2 en muestras clínicas utilizando AI-nanopore, Lab on a Chip (2023). DOI:10.1039/D3LC00572K
Información de la revista: Laboratorio en un chip
Proporcionado por la Universidad de Osaka
