Pruebas de saliva: cómo funcionan y qué aportan a la COVID-19
ARRIBA: Una nueva prueba de la Universidad de Columbia analiza la saliva en busca de rastros genéticos del SARS-CoV-2 mediante LAMP. Las muestras que contienen ARN viral cambian de color de rojo a amarillo. CORTESÍA DE ZEV WILLIAMS/COLUMBIA UNIVERSITY
Ante la continua falta de equipos de protección y suministros para pruebas, los profesionales médicos han estado buscando alternativas para diagnosticar con precisión los casos. de la COVID-19, pandemia que ha causado más de 11 millones de casos y más de 530.000 muertes en todo el mundo. Los suministros de hisopos nasofaríngeos fueron algunos de los primeros materiales de prueba que se agotaron a mediados de marzo, lo que provocó un giro hacia los hisopos nasales. Más recientemente, las pruebas basadas en saliva se han presentado como una alternativa atractiva y de bajo costo.
Las primeras pruebas de saliva ya se están vendiendo a los consumidores, y más personas están preparadas para solicitar la autorización de uso de emergencia de la US Food y Administración de Drogas pronto. Si bien la saliva puede ser una muestra cruda para diagnosticar enfermedades mediante la PCR tradicional, se combina bien con una alternativa de PCR barata conocida como amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP), utilizada anteriormente para detectar brotes de zika y ébola en países de escasos recursos. Impulsados por una pandemia mundial, los investigadores de EE. UU. y el Reino Unido ahora están modificando LAMP y evaluando su utilidad como herramienta de diagnóstico para COVID-19.
Al diversificar la posible elección del ensayo, diversifica la cadena de suministro también, dice Robert Meagher, ingeniero químico de los Laboratorios Nacionales Sandia que desarrolla herramientas para diagnosticar enfermedades emergentes. Poner a disposición de los trabajadores de la salud opciones de prueba adicionales ayudará a mitigar los atrasos si un reactivo o material se agota. su muestra de saliva.
Martin Burke, Universidad de Illinois
Las pruebas basadas en saliva también ofrecen una mejora con respecto al hisopo nasofaríngeo estándar porque las personas pueden recolectar sus propias muestras con mínimas molestias, simplemente escupir en un tubo estéril y envíelo por correo a un laboratorio para su procesamiento. Y debido a una autorización de uso de emergencia otorgada a la Universidad de Rutgers en mayo, los pacientes ahora pueden realizar algunas pruebas en sus propios hogares, lo que permite guardar el personal y el equipo de protección para cuando más se necesiten. Andrew Brooks, director de desarrollo de tecnología en RUCDR Infinite Biologics, el biorepositorio afiliado a Rutgers que desarrolló la prueba, dice que el uso de pruebas en el hogar mitiga por completo el riesgo de contraer la enfermedad mientras se realiza la prueba y solo requiere guantes.
Varias empresas están vendiendo kits de Rutgerss directamente a los consumidores a través de pedidos en línea, aunque todas las pruebas deben enviarse a su laboratorio en Nueva Jersey para su procesamiento. Los resultados positivos se informan a los funcionarios de salud locales y se aconseja a las personas sobre cómo responder.
Tanto las universidades como los médicos ahora planean incorporar muestras basadas en saliva en su flujo de trabajo para diagnosticar COVID-19. El gobierno del Reino Unido se asoció recientemente con la empresa de diagnóstico molecular Optigene para desarrollar un estudio piloto en el que participaron más de 14 000 personas para probar la eficacia de su prueba de saliva. En los EE. UU., la Universidad de Chicago utilizará pruebas de saliva para limpiar a los pacientes antes de las cirugías electivas en su hospital durante los próximos años, le dice a The Scientist Evgeny Izumchenko, un oncólogo de UChicago que ayudó a desarrollar la prueba de la universidad. >.
En otra aplicación de evaluación, el químico de la Universidad de Illinois, Martin Burke, presentó planes para usar una nueva prueba diseñada por él y sus colegas en más de 50,000 estudiantes cuando regresen al campus en el otoño. Imaginamos que esto será solo parte de su orientación, dijo Burke durante un seminario web el 16 de junio. Así que obtienes la información de tu vivienda, tu tarjeta de comedor, tu tarjeta de identificación y también envías tu muestra de saliva.
A pesar de la facilidad de muestreo, la saliva no está exenta de desafíos. Para la PCR, el ARN del virus primero debe transcribirse de forma inversa en ADN, y la saliva contiene enzimas que mastican los ácidos nucleicos e inhibidores que interfieren con el proceso de amplificación del ADN utilizado para detectar el virus. Como resultado, la saliva a menudo debe purificarse antes de que se pueda amplificar el ADN. Es una especie de dogma. . . que tiene que comenzar con ADN o ARN absolutamente puro, dice Meagher.
LAMP en el centro de atención
Si bien la PCR de transcripción inversa cuantitativa sigue siendo el método más utilizado para diagnosticar COVID-19 independientemente de cómo se recolecta la muestra, muchos de los cuellos de botella en la tubería se derivan del alto costo y la baja escalabilidad del enfoque, dice Meagher. Un único termociclador de sobremesa, la máquina que controla los cambios de temperatura durante la PCR, suele costar unos 25 000 $ y normalmente solo puede procesar entre 96 y 384 muestras a la vez.
Para hacer frente a estos desafíos, un equipo de Investigadores de la Universidad de Columbia modificaron recientemente un protocolo LAMP utilizado por su clínica de fertilidad para identificar anomalías en el número de cromosomas en embriones humanos. En lugar de contar los cromosomas, la herramienta ahora detecta la presencia de ARN del SARS-CoV-2 en la saliva en tan solo media hora, cambiando el color de la muestra de rojo a amarillo cuando el virus está presente.
Para la pandemia de COVID-19, realmente se sintió que el gran desafío es tratar de llevar la prueba a donde se necesita, dice Zev Williams, un endocrinólogo reproductivo que ayudó a desarrollar la prueba. Las pruebas perfectamente precisas que tardan días en arrojar resultados y solo se pueden administrar a un pequeño número de pacientes no son suficientes para abordar el problema.
La nueva prueba del equipo es una de varias que utilizan LAMP. A diferencia de la PCR, que crea nuevas copias de ADN a través de cambios cíclicos de temperatura, las reacciones LAMP tienen lugar a una temperatura constante de 63 °C, lo que elimina la necesidad de maquinaria compleja. Los productos químicos utilizados en la reacción también son más robustos contra las enzimas y los inhibidores de la saliva, lo que elimina la necesidad de purificar cada muestra.
Si esta prueba está disponible. . . muchos de nosotros lo adquiriremos y probaremos. Si funciona como dicen, podría ser una adición maravillosa.
Alan Wells, Universidad de Pittsburgh
Muy pronto, [LAMP] fue reconocido como algo que tendría aplicaciones para la detección de patógenos. , dice Meagher, quien usó LAMP para estudiar el zika y el ébola. Tiene el potencial para un tipo de análisis de muestra en respuesta muy simplificado, que es mucho más difícil de lograr con PCR.
LAMP se ha implementado tradicionalmente en países de escasos recursos porque requiere menos energía y equipo que PCR. Pero bajo la pandemia actual, el mundo entero se ha vuelto algo limitado en recursos, y Meagher enfatiza que LAMP puede ser igual de útil para diagnosticar enfermedades emergentes en naciones del primer mundo como los EE. UU. Durante el brote de zika en Florida en 2016, las pruebas de diagnóstico a veces podían tardar hasta ocho semanas en procesarse, dice Meagher, y una técnica como LAMP también habría marcado una gran diferencia en los Estados Unidos.
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Un informe que detalla el ensayo LAMP modificado de Williams, publicado el 16 de junio en el servidor de preimpresión medRxiv, describe un LAMP de alto rendimiento con 1000 veces la sensibilidad de un LAMP estándar ensayo, capaz de detectar una sola copia del virus SARS-CoV-2 en tan solo un microlitro de saliva. En comparación con otros métodos, como la PCR cuantitativa de RT, dice Williams, el nuevo ensayo LAMP a veces puede ser incluso más sensible.
Williams prevé que su prueba se utilice para realizar evaluaciones masivas en aeropuertos, oficinas y escuelas. para identificar incluso a pacientes asintomáticos con una carga viral baja. No es la persona que está enferma y en el hospital la que necesita tratamiento, subraya. Necesitamos tratar a la persona que está bien y que viaja en el metro y lo transmite. Actualmente, el equipo está solicitando una autorización de uso de emergencia.
Alan Wells, director médico de los Laboratorios Clínicos UPMC de la Universidad de Pittsburgh, expresó su escepticismo de que cualquier ensayo LAMP pueda ser tan sensible como la PCR tradicional. Si bien podrían ser tan sensibles en teoría, en la práctica todavía tengo que verlo, dice Wells a The Scientist, y agrega que los ensayos LAMP son inherentemente menos eficientes para amplificar el ADN que la PCR. Si esta prueba está disponible. . . muchos de nosotros lo adquiriremos y probaremos. Si funciona como dicen, podría ser una adición maravillosa.
Si bien el artículo de Williams aún no se ha sometido a una revisión por pares, está lejos de ser la única investigación que sugiere que LAMP puede ser tan sensible como la PCR. métodos. Varios proyectos ya han comenzado a procesar muestras utilizando LAMP. El estudio piloto en Inglaterra, por ejemplo, utiliza su propio protocolo LAMP, y los investigadores de Beaumont Health, el sistema de salud más grande de Michigan, también han anunciado una nueva prueba LAMP para procesar muestras de saliva.
Nunca había sentido tanto estrés o presión en mi vida, dice Brooks, y agrega que con frecuencia ha trabajado 22 horas al día en los últimos cuatro meses para llevar su prueba de saliva al mercado. Todos lo hemos llevado a otro nivel debido a su importancia. Espero que nunca volvamos a ver algo así en nuestra vida.