ARRIBA: ISTOCK.COM, ANTIKAINEN<\/p>\n
Mientras el SARS-CoV-2 se propagaba por su pa\u00eds de origen, China a principios de este a\u00f1o, el ingeniero biom\u00e9dico Zhugen Yang se dio cuenta de que su experiencia tanto en tecnolog\u00eda sensorial como en monitoreo de aguas residuales podr\u00eda ser la combinaci\u00f3n perfecta para ayudar a rastrear los brotes de COVID-19. Yang hab\u00eda creado previamente ensayos de diagn\u00f3stico listos para el campo para pat\u00f3genos en fluidos corporales (vacas y humanos). Tambi\u00e9n ayud\u00f3 a desarrollar sensores para monitorear las aguas residuales, inicialmente para la coca\u00edna y la metanfetamina, y luego para las secuencias de ADN mitocondrial humano, que pueden servir como biomarcadores para varios tipos de c\u00e1ncer. Ahora en la Universidad de Cranfield en el Reino Unido, Yang decidi\u00f3 que desarrollar\u00eda una prueba f\u00e1cil de usar y de bajo costo para verificar la presencia de SARS-CoV-2 en las plantas de tratamiento de aguas residuales.<\/p>\n
En los \u00faltimos meses , la epidemiolog\u00eda de las aguas residuales, espec\u00edficamente, la idea de observar las aguas residuales para detectar y cuantificar las infecciones en las poblaciones locales se ha convertido en un enfoque popular para el seguimiento de la pandemia. Varios estudios sugieren que el SARS-CoV-2, aunque rara vez se libera en la orina, se elimina en las heces de alrededor de un tercio a la mitad de las personas infectadas, particularmente durante los primeros d\u00edas de la infecci\u00f3n, dice Mariana Matus, directora ejecutiva y cofundadora. de Biobot, una empresa con sede en Boston centrada en la epidemiolog\u00eda de las aguas residuales que ha comenzado a analizar muestras semanalmente de cientos de plantas de tratamiento de aguas residuales en los EE. UU. para detectar el ARN del SARS-CoV-2. Varios pa\u00edses ahora est\u00e1n organizando programas de detecci\u00f3n generalizados para detectar rastros de ARN del SARS-CoV-2. <\/p>\n
\nNo los vemos necesariamente como un reemplazo del trabajo de laboratorio.<\/p>\n
Mariana Matus, Biobot<\/p><\/blockquote>\n
Vea c\u00f3mo los pa\u00edses comienzan la detecci\u00f3n a gran escala del SARS-CoV-2 en aguas residuales<\/h3>\n
Los m\u00e9todos existentes implican el env\u00edo de muestras a laboratorios, donde investigadores capacitados realizan la t\u00e9cnica est\u00e1ndar de oro, el recurso – y el m\u00e9todo intensivo de tiempo de PCR cuantitativa (qPCR), para detectar el material gen\u00e9tico del virus. Yang puso su mirada en algo m\u00e1s simple. Su enfoque, descrito en una opini\u00f3n en Environmental Science & Tecnolog\u00eda<\/em> en marzo, deber\u00eda ser capaz de producir una muestra en una hora sin ning\u00fan tipo de energ\u00eda o instalaciones avanzadas, dice.<\/p>\n
El ensayo que Yang prev\u00e9, una adaptaci\u00f3n de uno que \u00e9l y sus colegas desarrollaron un par de hace a\u00f1os para la identificaci\u00f3n de pat\u00f3genos bovinos de transmisi\u00f3n sexual en el semen de las vacas, implicar\u00e1 varios pasos. Primero, un usuario pasar\u00eda una muestra de aguas residuales a trav\u00e9s de un filtro para eliminar part\u00edculas grandes, antes de pipetear o dejar caer el agua en una membrana que retiene nada m\u00e1s grande que 50 nan\u00f3metros de ancho, incluido el SARS-CoV-2, que tiene un di\u00e1metro de al menos eso. ;<\/p>\n
Los investigadores usan dispositivos basados en papel como estos para detectar pat\u00f3genos. ZHUGEN YANG <\/p>\n
El usuario luego agrega qu\u00edmicos para liberar \u00e1cidos nucleicos albergados dentro de virus y organismos en la membrana y transfiere la soluci\u00f3n resultante a un plegado, dispositivo basado en papel que absorbe esos \u00e1cidos nucleicos gracias a fibras de vidrio incrustadas, que generan un tir\u00f3n electrost\u00e1tico. Finalmente, el usuario enjuaga el material gen\u00e9tico del papel en una peque\u00f1a c\u00e1mara de pl\u00e1stico y agrega reactivos para amplificar el ARN del SARS-CoV-2. Si el virus est\u00e1 presente, la amplificaci\u00f3n de esas secuencias desencadena una reacci\u00f3n que provoca un cambio de color visible en el exterior de la c\u00e1mara de pl\u00e1stico.<\/p>\n
Tal prueba les dar\u00eda a los trabajadores de las plantas de tratamiento de aguas residuales la capacidad de realizar las pruebas. in situ, y as\u00ed se evita la necesidad de almacenamiento en fr\u00edo y env\u00edo de las muestras, as\u00ed como los retrasos inherentes a dicho proceso. Yangs no es el \u00fanico interesado en tal enfoque. Matus dice que su compa\u00f1\u00eda est\u00e1 trabajando con varios socios para ver si los sensores para SARS-CoV-2 que se desarrollaron por primera vez para las pruebas cl\u00ednicas de COVID-19 podr\u00edan funcionar para monitorear las aguas residuales en busca de signos del virus.<\/p>\n
Dado la enorme demanda de an\u00e1lisis de aguas residuales, estaban comenzando a explorar c\u00f3mo se puede utilizar la tecnolog\u00eda en ese contexto, dice Matus. Para las pruebas tradicionales de qPCR que Biobot est\u00e1 utilizando actualmente, el tiempo de respuesta suele ser de unos tres d\u00edas, dice. La oportunidad que veo con las pruebas r\u00e1pidas, las tiras de papel u otras [tecnolog\u00edas] es . . . casi como una preselecci\u00f3n de las muestras de aguas residuales. No los vemos necesariamente como un reemplazo del trabajo de laboratorio, pero si se usan en combinaci\u00f3n, pueden brindar un servicio m\u00e1s hol\u00edstico para un plan de tratamiento, porque ahora [las plantas de tratamiento de aguas residuales] tendr\u00e1n el control de las pruebas, idealmente todos los d\u00edas. <\/p>\n
Pilar Domingo-Calap, vir\u00f3loga de la Universidad de Valencia en Espa\u00f1a, plantea preocupaciones sobre la sensibilidad de un protocolo de prueba in situ, en particular uno que carece de un paso de filtraci\u00f3n s\u00f3lido para eliminar bacterias y otros materiales biol\u00f3gicos del muestra de agua residual antes del an\u00e1lisis del material gen\u00e9tico que contiene. Ella dice que se pregunta si una prueba de este tipo podr\u00eda detectar peque\u00f1as cantidades de ARN viral entre las cargas de otros materiales biol\u00f3gicos en las aguas residuales. Para ella y sus compa\u00f1eros, que actualmente analizan muestras de aguas residuales de m\u00e1s de 20 municipios espa\u00f1oles, la sensibilidad de la prueba ser\u00e1 fundamental. En este momento, se\u00f1ala, debido a que solo una peque\u00f1a fracci\u00f3n de la poblaci\u00f3n de Espa\u00f1a se ha infectado con el SARS-CoV-2, se necesita una gran ciudad con mucha gente para saber realmente lo que est\u00e1 sucediendo en base a muestras de aguas residuales.<\/p>\n
< Sin embargo, Matus no comparte las preocupaciones de Domingo-Calaps sobre la falta de filtraci\u00f3n. La detecci\u00f3n a\u00fan puede ocurrir en ausencia de filtraci\u00f3n, dice, pero agrega que ser\u00e1 interesante entender c\u00f3mo impulsar la detecci\u00f3n en esa muestra tan cruda. . . . Esa es nuestra principal preocupaci\u00f3n con la tecnolog\u00eda: la sensibilidad. <\/p>\n
Zhugen Yang (centro) y sus estudiantes Syed Atif Ali (izquierda) y Nongthombam Boby (derecha) prueban un diagn\u00f3stico en papel para la enfermedad bovina en un laboratorio en India. ZHUGEN YANG <\/p>\n
Matus se\u00f1ala que la inclusi\u00f3n de una prueba de amplificaci\u00f3n en el protocolo propuesto por Yang podr\u00eda ayudar a abordar el problema. Por lo general, dice, las pruebas en papel no amplifican el material gen\u00e9tico, sino que tienen anticuerpos que se unen a un objetivo en particular. Si [el ensayo de Yangs] pudiera superar los problemas de sensibilidad que se observan con las pruebas r\u00e1pidas basadas en anticuerpos, entonces esto cambiar\u00eda las reglas del juego, dice Matus.<\/p>\n
Yang a\u00fan se encuentra en las primeras etapas de desarrollo de la prueba de aguas residuales, sin emabargo. Su universidad estuvo cerrada desde mediados de marzo hasta principios de junio, tiempo durante el cual se concentr\u00f3 en hacer los preparativos necesarios para ponerse en marcha cuando \u00e9l y su equipo regresaran al laboratorio. Esto incluy\u00f3 el desarrollo in silico de los cebadores que amplifican el ARN del SARS-CoV-2, la compra de los reactivos necesarios y la b\u00fasqueda de colaboradores y financiamiento. <\/p>\n
Ahora est\u00e1 trabajando con una compa\u00f1\u00eda de agua local que enviar\u00e1 muestras para que las analice en el laboratorio y eventualmente le permitir\u00e1 probar el ensayo en el sitio. Yang dice que espera haber optimizado la prueba lo suficiente como para comenzar los experimentos de validaci\u00f3n en muestras de aguas residuales dentro de un par de meses, y enviar sus kits para que los analicen en la empresa de aguas residuales tres o cuatro meses despu\u00e9s de eso. El progreso es un poco lento, admite, pero ahora estamos listos para comenzar este experimento de una manera muy positiva.<\/p>\n<\/p>\n
Esta historia es parte de una serie de The Scientist <\/em>sobre c\u00f3mo los investigadores de todo el mundo est\u00e1n colaborando para ayudar en el esfuerzo contra el COVID-19. <\/h3>\n
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