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Científicos de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han desarrollado el primer aptasensor fotoelectroquímico que detecta el virus SARS-Cov-2 en una muestra de saliva. Este sensor, que utiliza aptámeros (un tipo de anticuerpos químicos), tiene más sensibilidad que los basados en antígenos. Esta herramienta, que aterriza entre el arsenal como prueba de diagnóstico de Covid-19, realiza la detección más rápida y barata que las pruebas PCR. Estos nuevos dispositivos pueden ser incorporados en sistemas de diagnóstico portátiles y son fáciles de utilizar.
El nuevo aptasensor tiene un rango extenso de sensibilidad a diferentes concentraciones del virus. En este sentido, es capaz de detectar concentraciones inferiores a 0,5 nanomolares (nM), típicas en pacientes que todavía no han desarrollado ningún síntoma. Además, también funciona en concentraciones superiores (hasta 32 nM). Esto significa que esta prueba diagnóstica de Covid-19 podría dotar a la práctica clínica de una herramienta adicional para monitorizar la evolución de la infección en los pacientes.
Esta herramienta, que aterriza entre el arsenal como prueba de diagnóstico de Covid-19, realiza la detección más rápida y barata que las pruebas PCR
Los resultados de este y otros trabajos del grupo en la detección del SARS-CoV-2 en saliva han sido publicados recientemente en varias revistas científicas. Es el caso de las revistas “Sensors and Actuators B: Chemical” y “Biosensors and Bioelectronics”.
Funcionamiento de la prueba de diagnóstico del Covid-19
El uso sería muy similar a los actuales sensores de antígenos. Habría que disolver una muestra de la saliva del paciente en una solución tampón y después depositarla en la superficie del sensor. En consecuencia la medida estaría disponible en unos minutos. “La ventaja sobre los actuales sensores basados en antígenos es la mayor sensibilidad y especificidad de las medidas de los sensores fotoelectroquímicos”. Así lo ha asegurado el autor principal de la investigación, Mahmoud Amouzadeh Tabrizi, investigador Conex-Plus del Dpto. de Tecnología Electrónica de la UC3M.
Un sensor fotoelectroquímico se puede asimilar a una célula solar o al fenómeno de la fotosíntesis. En ambos casos, ante la presencia de luz (fotones), un material concreto (o molécula) es capaz de generar una corriente eléctrica (electrones). “En nuestro caso, hemos usado una superficie que contiene puntos cuánticos basados en nitruro de carbono grafítico y sulfuro de cadmio (C3N4-CdS) con propiedades fotoactivas. Es sobre esta superficie sobre la que, además, se inmoviliza un receptor concreto de tal manera que, en presencia de la molécula objetivo, ésta se une al bioreceptor disminuyendo en ese caso la generación de corriente asociada a la presencia de luz”, explica Mahmoud Amouzadeh Tabrizi. “En este sensor concreto el bioreceptor que se ha usado es un aptámero capaz de interactuar con el dominio receptor-obligatorio (RBD, por sus siglas en inglés) del virus SARS-CoV-2. De ahí el nombre de aptasensor fotoelectroquímico”, comenta el investigador.
El uso sería muy similar a los actuales sensores de antígenos
Desarrollo de instrumentos y diagnósticos biomédicos
La idea ahora es complementar estos resultados, con la experiencia del grupo de investigación, con el desarrollo de instrumentos y diagnósticos biomédicos completos. De esta forma, se conseguiría obtener un sistema de diagnóstico de alta sensibilidad, especificidad y portátil. Además este sería de potencial bajo coste para su eventual uso en la práctica clínica. Así lo ha indicado otro de los autores, Pablo Acedo. El responsable del grupo de investigación de Sensores y Técnicas de Instrumentación (SITec) de la UC3M manifiesta que “se trataría de obtener un diagnóstico similar al que existe hoy disponible para la lectura de glucosa en sangre”.
Uno de los aspectos críticos en la fabricación de este tipo de sensores electroquímicos basados en nanomateriales es la correcta caracterización de la superficie del material y del receptor inmovilizado en la superficie. Para ello, los investigadores han empleado diversas técnicas y tecnologías. Por ejemplo, microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM) y espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR). “Los resultados obtenidos a partir del uso de todas estas técnicas nos permiten asegurar que tanto la fabricación del nanomaterial fotosensible deseado como la inmovilización del bioreceptor se han realizado satisfactoriamente”, resalta Pablo Acedo.
