Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Colorado ha desarrollado tecnología que puede detectar cantidades extremadamente pequeñas de anticuerpos en la sangre de una persona. Los anticuerpos se desarrollan para infectar células o matar patógenos, esencialmente luchando contra una bacteria o virus. Los niveles de anticuerpos en la sangre puedendiga si esa persona está enferma.
Utilizando un cable pequeño que es un cuarto del tamaño de un cabello humano, los investigadores desarrollaron un sensor que puede detectar tan solo 10 moléculas de anticuerpos en 20 minutos. Las pruebas médicas estándar requieren miles de millones o billones de moléculas de anticuerpos para la detección y puedentomar hasta un día para procesar.
Este tipo de instrumento rentable podría ayudar a los médicos a tratar las enfermedades antes en las personas y podría usarse en entornos de bajos recursos.
Los resultados de la investigación del equipo se publicarán el 15 de abril en Biosensores y Bioelectrónica .
Las limitaciones de las pruebas médicas estándar
Actualmente, la mayoría de los consultorios médicos y hospitales de los EE. UU. Usan la prueba ELISA para determinar si una persona tiene una infección viral o no. ELISA significa ensayo inmunosorbente ligado a enzimas.
Es una prueba común, pero la sensibilidad de ELISA es relativamente baja, dijo Brian Geiss, autor principal del estudio y profesor asociado en el Departamento de Microbiología, Inmunología y Patología. Esto significa que los médicos necesitan una cantidad bastante alta de anticuerposen la sangre de una persona para obtener un resultado positivo de la prueba. A menudo, la prueba tarda de siete a 10 días en registrarse.
hasta el cable
Utilizando lo que Geiss describió como una tecnología muy simple, el equipo de investigación unió químicamente las proteínas relacionadas con los virus Zika y Chikungunya a pequeños alambres de oro de bajo costo. Estos virus particulares, junto con el Nilo Occidental y el dengue, son transmitidos por mosquitos infectados. Los laboratorios médicos usan estosproteínas en pruebas ELISA para buscar anticuerpos que se han desarrollado para combatir infecciones.
Luego, corrieron una corriente eléctrica a través del cable, creando una carga en el cable similar a la de una batería.
Los investigadores luego agregaron anticuerpos para unirse a las proteínas virales en el cable, lo que aumentó la masa en el exterior del cable. Esto también aumentó la capacidad del cable para retener la carga. Luego midieron el cambio en la masa para cuantificarla cantidad de anticuerpos en la superficie del cable
Tres investigadores, tres universidades diferentes
La investigación se basa en el trabajo del laboratorio del profesor Chuck Henry en el Departamento de Química. Henry, coautor del artículo, y su laboratorio han desarrollado varios dispositivos electroquímicos sencillos y económicos en los últimos 10 años.
El profesor David Dandy, también autor principal del artículo y jefe del Departamento de Ingeniería Química y Biológica, dijo que estaba sorprendido por la sensibilidad del dispositivo.
"Descubrimos que podíamos obtener una especificidad muy alta para confirmar una infección viral", dijo Dandy. Además, el equipo de investigación no vio ninguna reacción o reactividad de los anticuerpos dirigidos a otros virus, lo que a veces puede conducir a resultados falsos positivos.
Cada uno de los científicos aportó habilidades únicas y experiencia a la mesa para este proyecto, lo que condujo al éxito del grupo.
"Este tipo de proyecto de investigación es algo que ninguno de nosotros podría hacer por nosotros mismos", dijo Geiss, y agregó, "sinergizamos nuestros esfuerzos para encontrar nuevas soluciones a los problemas que esperamos que finalmente se usen en entornos clínicos"
El equipo de investigación ahora espera combinar este descubrimiento con la investigación de detección viral que publicaron previamente para crear un sistema único que pueda detectar virus y anticuerpos contra los virus en muestras de pacientes.
"Esperamos que pueda usarse para diagnósticos en el punto de atención y que pueda convertirse en un sistema de mano compacto que pueda usarse en la clínica o en áreas de recursos limitados", dijo Geiss.
Este tipo de dispositivo también podría usarse en entornos agrícolas para la vigilancia de enfermedades del ganado y la detección ambiental.
Lei Wang, quien recientemente recibió un doctorado de CSU a través de la Escuela de Ingeniería Biomédica y ahora es becario postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, es el autor principal del estudio.
Jessica Filer, quien recientemente recibió un doctorado de CSU a través del programa de Biología Celular y Molecular, y Meghan Lorenz, una asistente de investigación de pregrado, también son coautoras del estudio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Original escrito por Mary Guiden. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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