ARRIBA: Prototipo de mascarilla detectora de SARS-CoV-2 INSTITUTO WYSS EN LA UNIVERSIDAD DE HARVARD<\/p>\n
Una mascarilla facial que protege contra pat\u00f3genos respiratorios y <\/em>pruebas para SARS-CoV-2 con la misma precisi\u00f3n que una prueba de laboratorio? Suena a ciencia ficci\u00f3n.<\/p>\n Pero en un estudio publicado el 28 de junio en Nature Biotechnology<\/em>, un grupo dirigido por investigadores del Instituto Wyss de Harvard y el MIT incorpora biosensores en la tela, creando un SARS -M\u00e1scara facial con detecci\u00f3n de CoV-2 y una chaqueta que puede detectar bacterias resistentes a los antibi\u00f3ticos. <\/p>\n Hasta donde saben los autores, es la primera demostraci\u00f3n de fibras textiles que utilizan sistemas sin c\u00e9lulas que han sido dise\u00f1ados para aprovechar los mecanismos de detecci\u00f3n centrales de los sistemas biol\u00f3gicos celulares, dice el coautor Luis Soenksen del MIT.<\/p>\n No es la primera vez que los investigadores incorporan componentes biol\u00f3gicos en sensores port\u00e1tiles. En una b\u00fasqueda para fabricar dispositivos como tatuajes adhesivos que detecten peque\u00f1as mol\u00e9culas en la piel o prendas para correr que abren aletas de ventilaci\u00f3n cuando se exponen al sudor, los cient\u00edficos a menudo han utilizado c\u00e9lulas vivas como las bacterias porque su maquinaria molecular puede llevar a cabo una reacci\u00f3n que indica la presencia de una sustancia dada.<\/p>\n Pero las c\u00e9lulas vivas pueden estar necesitadas, con requisitos nutricionales, de humedad y de temperatura estrictos. Tambi\u00e9n corren el riesgo de escapar a su entorno, as\u00ed como de mutar, por lo que ya no desempe\u00f1ar\u00e1n la funci\u00f3n para la que fueron dise\u00f1ados.<\/p>\n En lugar de utilizar c\u00e9lulas vivas, algunos bi\u00f3logos sint\u00e9ticos utilizan sistemas en los que se incluyen todos los componentes de reacci\u00f3n derivados de c\u00e9lulas, como las enzimas. Los componentes de reacci\u00f3n libres de c\u00e9lulas se pueden liofilizar, lo que lleva a un enfoque de simplemente agregar agua.<\/p>\n Evoca la conveniencia del caf\u00e9 instant\u00e1neo, dice el bi\u00f3logo sint\u00e9tico y coautor del Instituto Wyss, Peter Nguyen. Puedes guardarlo durante a\u00f1os. Y cuando lo desee, simplemente s\u00e1quelo del estante, agregue agua y tendr\u00e1 diagn\u00f3sticos instant\u00e1neos.<\/p>\n En el caso de los dispositivos port\u00e1tiles que desarrolla su equipo, Nguyen dice que una ventaja adicional de usar congelaci\u00f3n es componentes secos es que debido a que solo se activan cuando se rehidratan, podr\u00edan dar una respuesta r\u00e1pida al usuario si entran en contacto con fluidos contaminados. Antes de la pandemia, el equipo (que inclu\u00eda a Jim Collins, cofundador de la empresa emergente de desarrollo de diagn\u00f3sticos Sherlock Biosciences) hab\u00eda estado trabajando en telas port\u00e1tiles con sensores integrados que los investigadores imaginaron que se usar\u00edan para aplicaciones como detectar riesgos biol\u00f3gicos o qu\u00edmicos ambientales y alertar el usuario enviando se\u00f1ales a una aplicaci\u00f3n de tel\u00e9fono inteligente. La idea de los wearables surgi\u00f3 de querer integrar esto en algo que todos en el planeta puedan usar en casa sin demasiado desorden, alboroto o experiencia, dice Nguyen.<\/p>\n Demostraron que pod\u00edan congelarse en seco y rehidratar muchos tipos diferentes de sistemas de detecci\u00f3n, incluidos los que podr\u00edan detectar varias mol\u00e9culas peque\u00f1as y ARN del virus del \u00c9bola. Soenksen dice que el equipo prob\u00f3 m\u00e1s de 100 telas para encontrar cu\u00e1les eran m\u00e1s compatibles con los sensores y pudo integrar los sensores en una chaqueta que pod\u00eda detectar ciertas cepas de bacterias resistentes a los antibi\u00f3ticos. Estaban casi listos para enviar las revisiones finales de su manuscrito y solo necesitaban hacer algunos experimentos m\u00e1s. <\/p>\n Entonces lleg\u00f3 la pandemia. <\/p>\n Incapaz de hacer lo experimentos que hab\u00edan planeado originalmente, recuerda Nguyen, Est\u00e1bamos sentados en casa pensando. . . \u00bfPodemos tomar lo que aprendimos de los dispositivos port\u00e1tiles y aplicarlo a la pandemia?<\/p>\n Inicialmente, dice Nguyen, quer\u00edan crear un sensor port\u00e1til que pudiera detectar el SARS-CoV-2 ambiental, pero luego se dieron cuenta ser\u00eda dif\u00edcil recolectar suficiente muestra para activar el sensor deshidratado, a menos que una persona infectada estornudara directamente sobre \u00e9l. <\/p>\n La idea de una m\u00e1scara surgi\u00f3 cuando algunos m\u00e9dicos-cient\u00edficos de su equipo que estaban tratando COVID -19 pacientes mencionaron lo dif\u00edcil que era clasificar a los pacientes sospechosos cuando las pruebas de diagn\u00f3stico existentes eran tan lentas. Debido a que a las personas que ingresaban con s\u00edntomas de COVID-19 se les entregaron m\u00e1scaras de inmediato, explica Nguyen, el equipo pens\u00f3: \u00bfPor qu\u00e9 no integrar una prueba en la m\u00e1scara?<\/p>\n La m\u00e1scara tambi\u00e9n podr\u00eda ser \u00fatil para el personal del hospital, que podr\u00eda usar la m\u00e1scara todo el d\u00eda y luego realizar la prueba al final de su turno, en lugar de tener que alejarse de su trabajo para hacerse la prueba, agrega Nguyen. <\/p>\n El equipo cre\u00f3 un sensor que detecta El ARN del SARS-CoV-2 en el aliento de los usuarios y que, seg\u00fan los investigadores, se puede integrar en cualquier m\u00e1scara (en su estudio, usan una KN95). Para activar la m\u00e1scara, el usuario simplemente presiona un bot\u00f3n para liberar una peque\u00f1a cantidad de agua en el sistema de detecci\u00f3n aut\u00f3nomo de la m\u00e1scara para rehidratar los componentes de una reacci\u00f3n de tres pasos. Cualquier virus depositado en el sensor de las m\u00e1scaras atravesar\u00eda el sistema por acci\u00f3n capilar, lo que permitir\u00eda que cada paso suceda secuencialmente. Primero, un paso de lisis abre cualquier part\u00edcula viral para exponer el ARN. Luego, una enzima transcriptasa inversa convierte el ARN monocatenario del SARS-CoV-2 en ADN bicatenario. A continuaci\u00f3n, una enzima recombinasa abre el d\u00faplex de ADN y empareja cebadores con regiones hom\u00f3logas en el ADN. Una prote\u00edna de uni\u00f3n estabiliza las hebras de ADN separadas y una enzima polimerasa hace copias de la regi\u00f3n entre los cebadores. <\/p>\n Finalmente, las copias de ADN viral activan la enzima SHERLOCK CRISPR Cas12a, que corta los \u00e1cidos nucleicos cercanos. \u00e1cidos, incluido un poco de ADN monocatenario que se une a un indicador fluorescente. El indicador liberado reacciona con una tira en la m\u00e1scara, cambiando el patr\u00f3n de l\u00edneas en la tira (que se puede orientar en el interior de la m\u00e1scara, para la privacidad de los usuarios) como una prueba de embarazo. Todas las reacciones se optimizaron para funcionar a temperatura ambiente.<\/p>\n Un prototipo de m\u00e1scara en el simulador de v\u00edas respiratorias humanas utilizado en el estudio INSTITUTO WYSS DE LA UNIVERSIDAD DE HARVARD<\/p>\n Los autores probaron las m\u00e1scaras en un dispositivo que fabricaron conectando un instrumento que simula la actividad pulmonar en un modelo de v\u00eda a\u00e9rea humana con forma de cabeza humana adulta. Al conectar el ARN del SARS-CoV-2 nebulizado a su aparato de respiraci\u00f3n con m\u00e1scara, confirmaron que la m\u00e1scara pod\u00eda detectar el ARN viral exhalado por el usuario. Seg\u00fan los autores, el ensayo puede detectar el virus a las mismas concentraciones bajas que las pruebas de PCR que se utilizan actualmente para diagnosticar la infecci\u00f3n por SARS-CoV-2, y la reacci\u00f3n completa tarda menos de dos horas.<\/p>\n Creo que es una muy buena demostraci\u00f3n de biosensores libres de c\u00e9lulas, dice Henrike Niederholtmeyer, bi\u00f3loga sint\u00e9tica del Instituto Max Planck de Microbiolog\u00eda Terrestre que no particip\u00f3 en el estudio. No tiene c\u00e9lulas, por lo que tiene menos preocupaciones sobre la biocontenci\u00f3n, dice ella. Si tuvi\u00e9ramos que usar estas m\u00e1scaras o correr con estos sensores port\u00e1tiles, entonces nada dise\u00f1ado podr\u00eda escapar a nuestro entorno.<\/p>\n Los dispositivos en el documento todav\u00eda son una prueba de concepto en esta etapa, dice la Universidad de El bi\u00f3logo sint\u00e9tico de Edimburgo Baojun Wang, quien tampoco particip\u00f3 en el trabajo. Sin embargo, \u00e9l piensa que es un muy buen dise\u00f1o en comparaci\u00f3n con otros que usan c\u00e9lulas vivas. Esto puede brindarle un dise\u00f1o de sensor m\u00e1s estable, dice, y puede estar un paso m\u00e1s cerca del uso en una situaci\u00f3n real.<\/p>\n Pero no busque una m\u00e1scara de detecci\u00f3n de virus todav\u00eda. Adem\u00e1s de seguir siendo un prototipo y debe ser redise\u00f1ado para su fabricaci\u00f3n, la m\u00e1scara de detecci\u00f3n de virus debe probarse en pacientes reales con COVID-19, algo que, seg\u00fan Nguyen, no fue posible cuando la estaban desarrollando debido a problemas de seguridad en los hospitales y necesitar\u00eda la aprobaci\u00f3n de la Administraci\u00f3n de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA).<\/p>\n Otra limitaci\u00f3n es que actualmente los sensores solo se pueden usar una vez, dice Wang. Agrega que los sensores en el documento tampoco pueden medir los cambios en la carga viral a lo largo del tiempo (de la misma manera que un reloj deportivo puede medir las fluctuaciones en los latidos del coraz\u00f3n). Solo monitorea s\u00ed o no, ya sea que haya ocurrido o no. Soenksen dice que el equipo est\u00e1 pensando en formas de restablecer qu\u00edmicamente y reutilizar los sensores. cosas como gas nervioso o pat\u00f3genos de armas biol\u00f3gicas, y luego se desplegaron con personal de primeros auxilios y personal militar.<\/p>\n En \u00faltima instancia, el art\u00edculo que los investigadores terminaron publicando no era el art\u00edculo que hab\u00edan planeado originalmente, pero como la mayor\u00eda de los laboratorios de todo el mundo mundo durante la pandemia, trataron de sacar lo mejor de su situaci\u00f3n. Aunque la naturaleza nos lanz\u00f3 una bola curva, dice Nguyen, en realidad la atrapamos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: Prototipo de mascarilla detectora de SARS-CoV-2 INSTITUTO WYSS EN LA UNIVERSIDAD DE HARVARD Una mascarilla facial que protege contra pat\u00f3genos respiratorios y pruebas para SARS-CoV-2 con la misma precisi\u00f3n que una prueba de laboratorio? Suena a ciencia ficci\u00f3n. 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