Se desarrolló una tecnología "nanoPCR" para el diagnóstico en el punto de atención POC de la enfermedad por coronavirus 19 COVID-19. Esta nueva tecnología puede diagnosticar la infección en aproximadamente 20 minutos sin perder la precisión de la transcripción inversa convencionaltecnología de reacción en cadena de la polimerasa RT-PCR.
Un equipo de investigadores dirigido por el profesor CHEON Jinwoo, director del Centro de Nanomedicina CNM dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS en Seúl, Corea del Sur, en colaboración con el profesor LEE Jae-Hyun de la Universidad de Yonsei y el profesorLEE Hakho del Massachusetts General Hospital desarrolló una nueva tecnología nanoPCR que se puede utilizar para el diagnóstico descentralizado de POC de COVID-19. La técnica utiliza el mismo principio subyacente que el método de diagnóstico estándar de RT-PCR para detectar ARN viral, pero tambiénpresenta una gran mejora en la velocidad utilizando nanomateriales híbridos y un factor de forma miniaturizado que permite la portabilidad.
El método de prueba estándar de oro para COVID-19 que se usa actualmente es la RT-PCR: una prueba que amplifica el ADN después de cambiar los genes de ARN en ADN complementarios para la detección. La RT-PCR tiene una alta precisión, pero toma de una a dos horas detectarvirus en la instalación centralizada equipada con instrumentaciones voluminosas El proceso logístico de transporte de la cadena de frío desde los sitios de muestreo hasta la instalación de pruebas hace que el diagnóstico de RT-PCR convencional sea aún más lento, demorando de 1 a 2 días para que los pacientes reciban los resultados.
Para superar las limitaciones de los métodos de diagnóstico existentes, el equipo de investigación utilizó una nanopartícula magneto-plasmónica MPN que está compuesta de material magnético en su núcleo y una capa de oro que exhibe efectos plasmónicos. Al aplicar MPN a la PCR, desarrollaron 'nanoPCR 'que mejora en gran medida la velocidad de RT-PCR al tiempo que conserva una detección altamente precisa. Las propiedades plasmónicas de MPN se refieren a su capacidad para convertir la energía luminosa en energía térmica, y al usar esto fue posible acortar el paso de termociclado de RT-PCR de1 - 2 horas a 11 minutos. Además, la fuerte propiedad magnética de MPN permite que un campo magnético externo elimine los MPN de la solución de PCR para permitir la detección fluorescente de los genes amplificados. El nanoPCR es capaz de detectar incluso un pequeñocantidad de genes ~ 3,2 copias /? l con precisión mientras se amplifica y detecta simultáneamente material genético con alta sensibilidad y especificidad.
Los investigadores probaron nanoPCR en entornos clínicos a través de las pruebas de muestras de pacientes realizadas con el equipo del profesor CHOI Hyun-Jung en el Hospital de la Universidad Nacional de Chonnam. Durante la prueba, 150 sujetos con o sin infección por COVID-19 fueron diagnosticados con precisión utilizando esta tecnología 75 positivos, 75 muestras negativas; cero falsos negativos y falsos positivos. Se encontró que el nivel de sensibilidad y especificidad era equivalente al de la RT-PCR convencional ~ 99%. Además de una alta confiabilidad, todo el proceso de diagnósticofue considerablemente rápido, ya que en promedio tomó alrededor de 17 minutos para el diagnóstico de una muestra.
Además, los investigadores mostraron la posibilidad de mejorar el rendimiento analítico mediante la aplicación de un sistema de rueda de la fortuna para cargar varias muestras a la vez, lo que permitiría realizar pruebas simultáneas de muchas muestras de varios pacientes. Es importante destacar que el equipo nanoPCR es muy compacto entamaño 15 × 15 × 18 cm y peso 3 kg, lo que le permite ser portátil. Todo esto allanaría el camino para la realización de pruebas rápidas y descentralizadas de los pacientes para el diagnóstico de POC.
El director Cheon dijo: "A través de la mejora y miniaturización de la tecnología de PCR, hemos demostrado que es posible realizar un diagnóstico de POC basado en PCR en el campo rápidamente". La investigación se encuentra actualmente en una etapa de prueba de concepto y másse necesitan desarrollos hasta que se pueda utilizar en el campo.
Los resultados de este estudio se publicaron en Ingeniería Biomédica de la Naturaleza el 3 de diciembre de 2020.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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