Los científicos colaboran para crear una nueva tecnología basada en la física para la detección de COVID-19
Crédito: Universidad del Norte de Arizona
Uno de los aspectos más desafiantes de la pandemia de COVID-19 ha sido la falta de pruebas necesarias para detectar y rastrear infecciones y sin pruebas adecuadas, los funcionarios gubernamentales no tienen los datos que necesitan para tomar las mejores decisiones posibles en interés de la salud pública.
Además de ser escasos, la mayoría de las pruebas usan bioquímicos que son costosos y difíciles de producir, requieren largos tiempos de respuesta para obtener los resultados de las pruebas y producen una gran cantidad de resultados falsos negativos, lo que significa que algunas personas que dan negativo aún podrían estar infectadas y propagar la enfermedad sin saberlo. Y aunque los métodos de prueba más nuevos que detectan anticuerpos en la sangre, basados en el llamado método ELISA, están apareciendo rápidamente, los científicos y los médicos cuestionan su eficacia.
El profesor de la NAU Miguel José Yacamón, físico y especialista en materiales científico del Centro de Interfaces de Materiales en Investigación y Aplicaciones (MIRA!), ha reunido a un equipo interdisciplinario para desarrollar una nueva tecnología de prueba que promete superar todos estos desafíos. El proyecto, «Desarrollo de una nueva prueba para SARS-CoV-2 usando espectroscopia Raman mejorada de superficie de molécula única», recibió recientemente una subvención de $ 200,000 del programa de financiación de Investigación de respuesta rápida (RAPID) de la Fundación Nacional de Ciencias que apoya la investigación relacionada con virus. Aunque el equipo tiene un año para desarrollar la nueva prueba, Jos Yacamn planea lograr este objetivo incluso antes.
El equipo desarrollará la nueva prueba aplicando conceptos de la física, no de la bioquímica, explica Jos Yacamn. Se centrarán en los descubrimientos recientes en los campos emergentes de la nanotecnología, las nanopartículas plasmónicas y los materiales 2D (similares al grafeno).
«El equipo del proyecto utilizará técnicas no tradicionales para detectar virus en pacientes infectados. Desarrollaremos un método alternativo basado en avances recientes en física relacionados con la interacción de la luz con la materia», dijo.
El método, espectroscopia Raman mejorada de superficie de molécula única (SM-SERS), detectará la Proteínas S del virus SARs-Cov-2, que participan en la infección a nivel celular. «La capacidad de SM-SERS para detectar tan solo una molécula de proteína permitirá a los profesionales de la salud detectar la infección de manera temprana y hacer un seguimiento de los pacientes que se recuperan de la enfermedad».
El investigador principal del proyecto, Jos Yacamn trabajará en colaboración con dos MIRA! colegas, el profesor asociado Andy Koppisch, bioquímico, y el profesor asociado de práctica Rob Kellar, ingeniero biomédico; y con el profesor de Regents Paul Keim, un genetista microbiano, y el profesor Dave Wagner, un ecólogo de enfermedades, ambos con el Instituto de Patógenos y Microbiomas (PMI) de la NAU.
En su trabajo anterior, Jos Yacamn ha utilizado superficie- espectroscopía Raman mejorada para detectar glicoproteínas y ácido siálico como método de prueba para el cáncer de mama, que ahora se encuentra en la etapa final de aprobación para uso comercial.
«En el caso del virus SARS-CoV-2, fue una extensión natural aplicar las mismas técnicas», dijo, «pero requerirá la experiencia de nuestros colegas de PMI, que están cultivando el virus SARS-CoV-2 en sus laboratorios, para tener éxito».
Keim, director ejecutivo de PMI, dijo: «Los grandes avances en la ciencia casi siempre ocurren en la interfaz entre disciplinas, y este es un gran ejemplo. Creo que este trabajo entre MIRA! y PMI podría cambiar las reglas del juego en nuestra lucha contra COVID-19».
«Este proyecto es un esfuerzo conjunto entre los investigadores de MIRA! y PMI», dijo MIRA! directora y profesora Jennifer Martínez. «Muestra el poder del trabajo interdisciplinario para crear nuevas ideas y nuevas oportunidades de financiamiento y, lo que es más importante, la importancia de tener centros de excelencia para impulsar nuevas investigaciones para NAU».
«Si tiene éxito, nuestra investigación será el primer paso para desarrollar un método basado en la física que será rápido y económico, con alta sensibilidad y especificidad y bajo porcentaje de falsos negativos”, dijo Yacaman. «Esta prueba será un método mucho más preciso y confiable para detectar infecciones».
«Es concebible que una vez que hayamos desarrollado esta prueba, el equipo Raman portátil se pueda usar ampliamente en muchas poblaciones diferentes; por ejemplo, en comunidades rurales o remotas o en puntos de atención en escuelas, fábricas, centros comunitarios, etc., además de los sitios de prueba tradicionales», dijo.
«Una vez que las pruebas generalizadas estén bajo De alguna manera, un análisis más profundo de los datos de SM-SERS ayudará a los científicos a comprender los cambios en las proteínas del virus y ayudará a desarrollar medicamentos antivirales».
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¿Por qué no podemos usar pruebas de anticuerpos para diagnosticar COVID-19 todavía? Proporcionado por la Universidad del Norte de Arizona Cita: Los científicos colaboran para crear una nueva tecnología basada en la física para la detección de COVID-19 (15 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020 -05-scientists-collaborate-physics-based-technology-covid-.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.