Vendas y sensores de grafeno para detectar en segundos la covid

La declaración del estado de alarma a mediados de marzo encendió las alertas de los laboratorios, de las universidades y de los centros de investigación españoles que ya buscaban vacuna contra el nuevo coronavirus. El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) creó una plataforma para que fluyeran las ideas e intentar vencer la pandemia que tan solo empezaba. Uno de los objetivos: encontrar un diagnóstico rápido, sencillo y eficaz. En España, se detecta la covid mediante las pruebas PCR (se han hecho más de 4,6 millones hasta el 30 de julio), que tardan cuatro horas mínimo e incluso días en dar respuesta, y los tests serológicos, con los cuales se obtiene un resultado en unos 15 minutos desde que se toma la muestra de sangre. Sin embargo los dos métodos no son fiables al 100% y pueden, en ciertos casos, dar falsos positivos.

Los dispositivos en uso no consiguen detectar las inmunoglobulinas A (IgA), es decir, los anticuerpos presentes antes de que lleguen los síntomas. Pueden ver, tan solo, la presencia de los anticuerpos M (IgM), que aparecen entre los 4 y los 10 días e indican un proceso de infección aguda, y los G (IgG), los anticuerpos protectores que anuncian que el cuerpo ya ha desarrollado una inmunidad.

Lo mejor es unir todo tipo de diagnósticos para tener un equipo barato y eficaz para el 80% de la población de un país. Así se puede controlar la epidemia

César de la Fuente, biotecnólogo y catedrático en la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos)

Para paliar estas incertidumbres e imprecisiones, el equipo de Luisa Botella, del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), se ha puesto en marcha hace meses para encontrar una solución fiable, que dé la respuesta en unos segundos y en la fase inicial de la infección. Se trata de un pequeño biosensor portátil de grafeno que, al meter la saliva, detecta si el paciente tiene el virus antes de que haya mostrado siquiera los primeros síntomas de la enfermedad. Es un aspecto crucial para controlar la epidemia, pues los asintomáticos han complicado el control de una crisis sanitaria que se ha cobrado 45.000 vidas en España por covid o con sospecha de tenerla. “Queremos algo que sea autónomo, que pueda estar en todas partes, tanto en la atención primaria como en las farmacias, por ejemplo, y sin necesidad de recurrir a un médico o a un laboratorio, ya que eso alarga el proceso”, explica la experta. “Además, este dispositivo será fiable al 99%. Ahora no superan el 65%”, añade.

El proyecto empezó bajo la petición de la Universidad de Granada, que necesitaba plasma de personas que jamás tuvieron contacto con el nuevo coronavirus. Como no se sabe exactamente la fecha en la que el SARS-CoV-2 apareció, el equipo de Botella mandó unos 160 plasmas de pacientes recogidos entre 2007 y 2018. Al mismo tiempo, el grupo de la investigadora se dedicó a fabricar y purificar la proteína S (Spike) del virus, que se engancha a la célula humana, para que luego la puedan paralizar y usarla para probar la eficacia del aparato. A partir de ahí, los biotecnólogos acoplan esa proteína a unas nanopartículas (lipídicas o artificiales) que llevan nanosensores eléctricos. Estos elementos minúsculos detectan la unión entre el anticuerpo y el antígeno S produciendo así una señal. En casos no contaminados, tiene que aparecer un cero.

Queremos algo que sea autónomo, que pueda estar en todas partes, tanto en la atención primaria y las farmacias, sin necesidad de recurrir a un médico o un laboratorio ya que alarga el proceso

Luisa Botella, investigadora del CIB-CSIC

¿Por qué el grafeno? “Es una superficie especial y muy sensible”, contesta la experta. El material vehiculiza muchas más reacciones que otros soportes y permite que se acoplen muchas nanopartículas con las proteínas. Una vez estén seguros de la eficacia del dispositivo, harán la misma experiencia con plasmas de pacientes contaminados a diferentes etapas de la infección, material que facilitará la Universidad de Valencia. “Así evitamos los falsos positivos porque sabemos bien qué resultado debemos obtener”, asevera Botella. ¿Cuándo se podrá implementar? No tienen fecha concreta, pero la experta está convencida de que, a finales de septiembre, se probará el primer prototipo.

Un test incorporado en las mascarillas

El uso de mascarillas es obligatorio en casi toda España, tanto en espacios cerrados como al aire libre. César de la Fuente, biotecnólogo y catedrático en la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) galardonado con el premio Nemirovsky Engineering and Medicine Opportunity (NEMO), ha pensado en ellas para desarrollar un test rápido de detección de la covid gracias al aliento. El dispositivo es algo parecido a una venda que tiene incorporado un electrodo con la proteína humana ACE2 a la que se engancha el virus. Al llegar muestras de saliva o sangre, el dispositivo da una señal para indicar la presencia de la proteína vírica S en cuestión de segundos. El investigador coruñés, becado por la Fundación La Caixa, calcula que su tecnología no costará más de un euro y se puede producir a gran escala. “A la espera de la vacuna [que no se sabe cuando llegará, pero sí que no habrá para todo el mundo], tener diagnósticos a nivel poblacional es muy importante y diría incluso que tanto como una vacuna. Lo mejor es unir todo tipo de diagnósticos para tener un kit [equipo] barato y eficaz disponible para 80% de la población de un país. Así se puede controlar la epidemia”, propone.

Su proyecto, financiado con más de 80.000 dólares (67.200 euros) gracias a su premio, es la continuidad de un dispositivo antiguo. Esta tecnología, basada en electroquímica y que no necesita más que papel y electrodos para funcionar, estaba destinada a detectar infecciones bacterianas. “Si tienes una herida, te pones una venda y ella te dice si hay infección”, cuenta de la Fuente. “Lo bonito es que luego se puede hacer de manera minúscula e introducirla en la mascarilla”, precisa el experto. La idea es incorporar este dispositivo miniatura tanto en la parte interior (cerca de la boca) como exterior del tejido, para poder detectar las partículas que salen de la boca al hablar, toser o estornudar y las que corretean por el aire. “Nuestro sistema sería capaz de detectar [con] muy pocas partículas de virus, es muy sensible”, subraya el biotecnólogo.

La fiabilidad no ha sido probada todavía, pero el experto está convencido de que será superior al 65% porque así se demostró con las bacterias. En cuanto a márgenes de tiempo, el galardonado no puede decir nada concreto. Para las infecciones bacterianas, se tardaron meses, pero crear estos dispositivos a gran escala requiere mucho más tiempo. “Estamos en contacto con empresas y compañías de mascarillas, pero todavía debemos encontrar la aplicación más eficaz para que entre en el mercado a corto plazo”, reconoce.

Un espray para impedir que llegue a los pulmones fundamentado en dichas moléculas permitirá crear, tras su administración, una barrera”, cuenta Julia Revuelta, una de las investigadoras que lidera el proyecto, en una nota del CSIC.

Por otra parte, desde el Instituto de Química Orgánica General (IQOG-CSIC) buscan una solución para detener la infección una vez el virus se haya metido en el organismo por la nariz o la boca. Para ello, desarrollan un espray que imita la superficie de las células humanas mediante moléculas naturales. Las partículas del virus se enganchan a estos compuestos engañosos, se queda atrapado y pierde su capacidad infectiva. “Actualmente se cree que la infección comienza en las cavidades buco-faríngeas, por lo que la formulación de un espray fundamentado en dichas moléculas permitirá crear, tras su administración, una barrera”, cuenta Julia Revuelta, una de las investigadoras que lidera el proyecto, en una nota del CSIC.

Si la infección ya ha comenzado, no se da todo por perdido, pues el producto neutraliza las partículas virales en la fase inicial. Gracias a ello, la infección no se propaga a los pulmones e impide que se agrave la enfermedad. “Si confirmamos que estas moléculas logran detener eficazmente la infección, podríamos conseguir un antiviral de amplio espectro, ya que interviene en el mecanismo que utilizan muchos virus para entrar en las células”, explica Revuelta. Bajo su punto de vista, los resultados podrían adaptarse rápidamente a otros virus emergentes y proteger contra futuras pandemias.

En la misma dinámica, el Instituto de Medicina Molecular de Lisboa ha anunciado que una mascarilla llamada MoxAdTech, en venta desde abril, es capaz de inactivar en un 99% el virus y seguir siendo tan eficaz después de 50 lavados.

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