Nueva plataforma de diagnóstico de COVID-19 más eficiente que los test PCR comerciales

Detrás: Daniel Alameda, Josepmara Argem David Lara-Astiaso, Jos Antonio Rodrguez, Juan Pablo Unfried y Nicholas Webber. Al frente: Cristina Olage, Jon Zazpe, Mar Navarro, Ainhoa Goi, Elena Sez, Leticia Odriozola y Sheila Maestro. Crédito: Cima Universidad de Navarra

Investigadores de Cima Universidad de Navarra han desarrollado una plataforma de diagnóstico de COVID-19 a gran escala y de alta sensibilidad, más eficiente que los kits comerciales de prueba PCR disponibles actualmente. Consiste en un método de extracción de ácido ribonucleico (ARN) que permite procesar grandes cantidades de muestras en paralelo, independientemente de los kits de prueba de extracción comerciales. Investigadores del Cima han confirmado que este protocolo ofrece una sensibilidad superior al 95% para detectar casos asintomáticos y lo han puesto a disposición de la comunidad científica de forma gratuita online: www.protocols.io/view/manual-s … -throughput-be8bjhsn

Los científicos han estimado que, actualmente, la mayoría de la población no está inmunizada contra el virus SARS-CoV-2. Según los investigadores, estas personas no presentarían anticuerpos detectables en su sangre con pruebas serológicas. Los kits serológicos rápidos que detectan anticuerpos tipo IgM (fase muy temprana) o anticuerpos tipo IgG (individuo inmunizado) tienen una sensibilidad variable. Las pruebas serológicas pueden detectar la respuesta inmune en el organismo, pero no pueden detectar la presencia del virus en la faringe. En los primeros cinco días de la enfermedad, los pacientes pueden estar completamente asintomáticos, sin anticuerpos y con una carga viral alta en la faringe, y por lo tanto ser portadores virales altamente contagiosos. Sin embargo, existe una fase de la enfermedad en la que los pacientes tienen anticuerpos pero también partículas virales en la faringe u otros órganos, por lo que son potencialmente contagiosas.

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica que permite detección de ARN del virus SARS-CoV-2 en muestras biológicas. Aunque existen varios protocolos de PCR estándar diseñados por entidades como el Charit Hospital (Alemania) o el CDC estadounidense, todos ellos dependen de la extracción de ARN como primer paso. Este paso es uno de los principales cuellos de botella en el proceso de detección, ya que la metodología actual de extracción de ARN tiene un procesamiento limitado y no permite realizar pruebas en grandes poblaciones.

Tanto las pruebas rápidas como las pruebas de PCR son importantes para los escenarios. como la flexibilización de las medidas de confinamiento. Es vital detectar rápidamente a los portadores asintomáticos en los primeros días después de tal alivio para que podamos evitar más recaídas pandémicas.

El Dr. David Lara-Astiaso explica la técnica Crédito: Universidad de Navarra

La técnica de Cima permitirá un muestreo completo para detectar casos de COVID-19 (tanto sintomáticos como asintomáticos) en colectivos de interés como residencias de ancianos y empresas. El Dr. David Lara-Astiaso, director de la Unidad de Genómica del Cima Universidad de Navarra, se ha desplazado desde la Universidad de Cambridge para impulsar este proyecto en España. Explicó: “En el Instituto Weizmann de Israel, acumulé años de experiencia analizando perfiles de expresión de ARN en grandes cohortes de muestras utilizando tecnologías de “alta capacidad”. También desarrollé nuevas tecnologías para poder realizar este tipo de estudios en muy pocas muestras. , incluso en células individuales. Dada la situación actual provocada por el COVID-19, decidimos aplicar ese conocimiento para analizar simultáneamente cientos o miles de muestras en busca del ARN del coronavirus SARS-CoV-2″.

No está claro que la presencia de anticuerpos o en qué nivel garanticen la inmunidad a nuevas infecciones por COVID-19. El Dr. Josepmara Argem, investigador del Cima y especialista en Hepatología de la Clínica Universidad de Navarra, dijo: «Tenemos que asegurarnos de que grandes poblaciones puedan ser analizadas utilizando plataformas de PCR de alta eficiencia como la nuestra. Este es un elemento crucial para evitar una re- aparición o segunda ola de COVID». El Dr. Argem es uno de los 13 voluntarios que han participado en este proyecto.

El equipo del Cima, liderado por los Drs. Lara-Astiaso y Argem, se ha puesto en manos de las autoridades españolas para testear a la población y comunidades requeridas y, de esta manera, ayudar a descongestionar el confinamiento por el COVID-19 de la manera más precisa, rápida y segura posible.

El Dr. Josepmara Argem explica la capacidad de prueba de la técnica Crédito: Cima Universidad de Navarra

Novedoso método de extracción de ARN

La metodología de Cima mejora el proceso de extracción de ARN que actualmente se realiza antes de la detección de COVID mediante RT-PCR. La Dra. Lara-Astiaso explicó: «Normalmente, los kits de prueba comerciales requieren un procedimiento de extracción manual, basado en el uso de columnas y centrífugas. Con nuestro sistema, la extracción de ARN se realiza en muestras de placas de 96 pocillos. No se necesita centrifugación porque usamos perlas magnéticas que se unen al ARN. Eso permite a los investigadores usar un imán que atrae las perlas hacia un lado del tubo y purifica rápidamente el ARN de muchas muestras automáticamente».

Una vez que los científicos han extraído el ARN, se utiliza en una reacción de PCR cuantitativa (o RT-qPCR) que detecta la presencia de ARN viral e incluso permite determinar la carga viral aproximada presente en la muestra. Los investigadores de Cima han utilizado un instrumento Perkin-Elmer para automatizar este proceso, permitiéndoles procesar 384 muestras en menos de dos horas.

Como explicó el Dr. Argem: «Un equipo de cuatro científicos de Cima puede analizar actualmente 1920 muestras al día, pero estos números se pueden escalar en función de las máquinas de PCR disponibles y con solo un poco más de personal. Otra gran ventaja de este proceso es que la cantidad de reactivos utilizados es menor que los protocolos habituales de detección de COVID».

Además, gracias a la donación de la Fundación Ramón Areces, Cima ha incorporado un robot multicanal Bravo de la empresa Agilent que automatizará completamente este proceso y prácticamente duplicará la capacidad de procesamiento de muestras con una mínima intervención de personal. Este robot reduce el tiempo, aumenta la reproducibilidad y reduce la posibilidad de error humano o contaminación de una muestra a otra.

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