Agregue pruebas móviles rápidas de Zika y otros virus a la lista de cosas que la tecnología de teléfonos inteligentes está haciendo posible. Investigadores de Sandia National Laboratories han desarrollado un dispositivo de diagnóstico controlado por teléfono inteligente y operado por baterías que pesa menos de una libra, cuesta tan pococomo $ 100 y puede detectar Zika, dengue y chikungunya en 30 minutos.
Las pruebas para estos virus transmitidos por mosquitos actualmente requieren un laboratorio, y los pacientes pueden esperar días para obtener resultados. Las pruebas requieren instrumentos que son aproximadamente del tamaño de un horno de microondas y pueden costar hasta $ 20,000. Esto hace que las pruebas rápidas sean poco realistas por tiempo limitado.clínicas de recursos en países en desarrollo donde los virus son frecuentes.
El equipo de Sandia describe su prototipo de prueba rápida en un artículo publicado esta semana en la revista Informes científicos , "Una plataforma de diagnóstico basada en teléfonos inteligentes para la detección rápida de virus Zika, chikungunya y dengue"
La tecnología de teléfonos inteligentes es una característica clave del dispositivo ". Además de crear una aplicación que sirve como una interfaz simple para operar el dispositivo, pudimos adaptar los sensores de la cámara del teléfono inteligente para reemplazar las herramientas tradicionales de análisis de muestras de laboratorio, lo que permite una movilidad sin precedentes", dijo el ingeniero químico y autor principal Aashish Priye.
Laboratorio en una caja
El dispositivo del equipo Sandia se basa en el método de diagnóstico de amplificación isotérmica mediada por bucle LAMP, que elimina la necesidad de procesar una muestra biológica, como sangre u orina, antes de la prueba. Las pruebas virales convencionales implican transportar una muestra a un laboratorio, extrayendo ADN o ARN de él y luego multiplicando los materiales genéticos a través de un proceso llamado reacción en cadena de la polimerasa PCR. Este proceso implica calentar y enfriar la muestra muchas veces, de modo que cualquier ADN / ARN viral en la muestra se replica lo suficiente como para serdetectado
Calentar y enfriar repetidamente la muestra consume mucha energía y exige la complejidad de las máquinas de PCR. La detección del material viral copiado también requiere componentes costosos como fluorímetros. La complejidad y el gasto de las máquinas de PCR tradicionales han sido obstáculos importantes para mover dispositivos de PCR al exteriorde laboratorios y en las clínicas donde más se necesitan.
Al igual que la PCR, LAMP copia ADN / ARN viral, pero sin el ciclo de calentamiento y enfriamiento, no se necesita una fuente de energía de alta resistencia. La adición de algunos agentes bioquímicos cuidadosamente diseñados permite que una caja LAMP analice una muestra que estácalentado solo una vez a 65 grados Celsius 150 grados Fahrenheit durante media hora.
LAMP también elimina la necesidad de una preparación de muestra adicional antes de la prueba. "Hemos demostrado que la química que estamos usando puede amplificar el ARN viral directamente de muestras sin procesar", dijo el ingeniero químico de Sandia y líder del proyecto Robert Meagher. "es el ideal para un escenario de prueba de punto de atención porque no desea tener equipos adicionales para aislar ADN o ARN ".
Meagher y su equipo desarrollaron previamente un método para combinar LAMP con una técnica de detección adicional para que pudieran probar múltiples virus simultáneamente. Esta otra técnica, conocida como apagado de los reporteros de señal de amplificación no incorporados QUASR, implica marcar fragmentos de ADN viral sintetizado llamadocebadores con fluoróforos: moléculas que emiten señales luminosas brillantes. Los cebadores se incorporan a la muestra de ADN calentada y amplificada. QUASR hace que las muestras que contienen ADN / ARN viral se vean brillantes, mientras que las reacciones negativas permanecen oscuras.
prueba de un toque
Para el proyecto Zika, el equipo de Meagher desarrolló un algoritmo novedoso que permite que un sensor de teléfono inteligente actúe como un fluorímetro, detectando las señales de luz de QUASR LAMP si aparecen. LAMP funciona de manera tan simple que el usuario solo necesita colocar el teléfono inteligente encima de la LAMPy abra una aplicación. La aplicación enciende el calentador para iniciar la reacción LAMP.
Una vez que finaliza el período de prueba de 30 minutos, el teléfono inteligente fotografía la muestra. La aplicación emplea un nuevo algoritmo de análisis de imagen para determinar con precisión el color y el brillo del brillo emitido por la reacción de LAMP. Este análisis de imagen basado en teléfono inteligente ofrececerteza de detección mucho mayor que a simple vista del técnico de laboratorio.
El virus del Zika se ha relacionado con anomalías fetales graves, como microcefalia y ceguera congénita, así como con trastornos neurológicos que pueden afectar a personas de cualquier edad. Al permitir el diagnóstico en media hora, el dispositivo podría ayudar a los médicos a tomar decisiones más rápidas sobre la atención al pacientey aislamiento, y alertar rápidamente a las autoridades de salud pública para que puedan tomar medidas para prevenir la propagación del virus.
Además, el zika, el dengue y el chikungunya se transmiten por el mismo tipo de mosquito y tienen síntomas tempranos similares. La herramienta de diagnóstico prototipo de Sandia podría permitir a los proveedores de atención realizar una prueba rápida de los tres al mismo tiempo, evitando diagnósticos erróneos. La misma herramienta también puede seradaptado para detectar otros patógenos humanos o animales.
El costo de hacer un prototipo de caja LAMP para probar estos virus depende en gran medida del costo del teléfono seleccionado para usar con él. "Hay miles de millones de teléfonos inteligentes en el mundo, incluso en países en desarrollo, y esta herramienta norequiere el teléfono inteligente de más alta gama en el mercado ", dijo Priye." Solo necesita tener un sensor óptico y poder ejecutar la aplicación ". El teléfono inteligente utilizado en las exitosas pruebas del prototipo de Sandia cuesta solo $ 20. Ultra-accesibley ultra portátil, el prototipo de caja Zika podría algún día convertirse en un elemento básico en las clínicas de punto de atención en todo el mundo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Sandia National Laboratories . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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