Un equipo de Investigadores de la Universidad de Toronto, en colaboración con diferentes laboratorios internacionales, ha desarrollado un método rápido, fácil y barato para detectar la presencia del virus Zika en diferentes fluidos del organismo.
Los recientes brotes de enfermedad por el virus del Zika, transmitido por mosquitos del géneroAedes y asociado a malformaciones neonatales como la microcefalia y trastornos neurológicos, como el síndrome Guillain-Barré, han llevado a la puesta en marcha por parte de la Organización Mundial de la Salud de un Marco de respuesta estratégica mundial y un Plan de operaciones conjuntas para guiar la respuesta internacional a la propagación de la infección del virus.
Dentro de este Plan se incluye el desarrollo de productos y pruebas clínicas de diagnóstico que puedan ser utilizadas en las diferentes regiones en las que se presenta el virus. En la actualidad, el diagnóstico de los pacientes con sospecha de infección por virus Zika implica la realización de pruebas de laboratorio genéticas basadas en la presencia del material hereditario del virus. Para ello, es necesario el acceso a un equipamiento específico y a personal entrenado para su utilización e interpretación.
El nuevo método es mucho más sencillo de utilizar y no requiere de una formación específica. En su desarrollo, los investigadores combinaron dos tecnologías basadas en biología sintética. En primer lugar, utilizaron sensores de ARN programables, que se pueden diseñar de forma específica para unir, y por tanto detectar, cualquier secuencia de ARN (como la del genoma del virus Zika). En segundo lugar, utilizaron una plataforma de expresión de proteínas libre de células, basada en papel y secada por congelación, que permite la utilización de los sensores de ADN fuera de un laboratorio, ya que proporciona un ambiente estéril en el que poder almacenar y distribuir el sistema a temperatura ambiente.
El equipo generó sensores de ARN a partir de la información del genoma del virus Zika disponible en las bases de datos y tras validarlos, los transfirió a un papel, junto con un sistema de expresión génica y traducción libre de células. En este formato, la prueba de detección puede distribuirse y almacenarse a donde sea necesaria, con gran estabilidad.
Para llevar a cabo el diagnóstico, se extrae el ARN de la muestra a analizar (saliva, orina o sangre), se amplifica y la solución resultante se utiliza para rehidratar los sensores embebidos en el papel. Estos sensores se diseñan para regular la producción de enzima LacZ, capaz de convertir un sustrato amarillo incluido en el papel en un producto morado. Así, la detección del ARN, en este caso del procedente del virus Zika, es indicada mediante un cambio de color en el papel de amarillo a morado.
Cartucho con prueba para detectar el virus. Zika. Los puntos morados indican la presencia del virus. Imagen: Universidad de Toronto.
Las regiones del virus del Zika utilizadas para su detección fueron seleccionadas para eliminar cualquier parecido con secuencias humanas o de otros virus similares al Zika. El sistema además, puede incluir también un módulo basado en la tecnología CRISPR-Cas9 que permite discriminar entre las diferentes cepas del virus a gran nivel resolutivo.
“La plataforma de diagnóstico desarrollada por nuestro equipo ha proporcionado una herramienta de bajo coste y alto rendimiento que puede funcionar en localizaciones remotas,” indica Keith Pardee, uno de los autores del trabajo. “Hemos desarrollado un flujo de trabajo que combina herramientas moleculares para proporcionar diagnóstico que pueden ser leídas en una pieza de papel no mayor de un sello de correos. Esperamos que a través de este trabajo hayamos creado el molde de una herramienta que pueda causar un impacto positivo en la salud pública en todo el mundo.”
Preparación de la muestra para diagnóstico. Imagen: Universidad de Toronto.
La prueba diagnóstica presenta una gran versatilidad y tiene el potencial para ser adaptada a la detección de diferentes agentes. Aunque de momento sólo se ha demostrado la utilidad del método en la prueba de concepto presentada en la revista Cell, el equipo de investigadores confía en conseguir colaboradores y recursos para iniciar la fase de desarrollo de producto, y poder llegar a manufacturar y distribuir el producto donde sea necesario. “Nuestro proyecto de biología sintética para el diseño y prototipado de sensores rápidos tiene un tremendo potencial de aplicación en el virus Zika y otras amenazas a la salud pública, lo que nos permite desarrollar rápidamente nuevos diagnósticos cuando y donde más se necesitan.”
Referencia: Pardee K, et al. Rapid, Low-Cost Detection of Zika Virus Using Programmable Biomolecular Components. Cell. 2016 May 6. pii: S0092-8674(16)30505-0. doi: 10.1016/j.cell.2016.04.059.
Fuente: Rapid, low-cost detection of Zika virus using paper-based synthetic gene networks. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-05/uot-rld050616.php
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