ustedNuestro sistema inmunológico puede combatir muchas enfermedades respiratorias por sí solo, a menudo no se necesita tratamiento médico. Sin embargo, si los síntomas empeoran, se presenta dificultad para respirar y fiebre alta, se necesita atención médica inmediata. Para asegurar un tratamiento óptimo, una pregunta es esencial: «¿A qué patógeno nos enfrentamos?» Porque muchos virus respiratorios provocan síntomas similares, pero a veces requieren tratamientos completamente diferentes.
Los investigadores de Cambridge ahora presentan su nueva metodología en la revista ‘Nature Nanotechnology’, como una forma de analizar muestras de pacientes para detectar diferentes virus y variantes de virus simultáneamente en un corto período de tiempo. En el futuro, los médicos deberían poder distinguir de forma rápida y económica entre diferentes patógenos virales, descartar infecciones bacterianas y, por lo tanto, reducir la ingesta innecesaria de antibióticos.
Los cebos de ADN están diseñados para capturar virus
Hasta la fecha, la metodología estándar para detectar un patógeno ha sido la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que se ha vuelto muy conocida a través de las pruebas corona. Sin embargo, primero se debe duplicar el material genético del patógeno y solo se puede detectar un virus a la vez. Si bien las pruebas de PCR pueden proporcionar resultados precisos, son costosas y consumen mucho tiempo. Esto puede ser una gran desventaja: el diagnóstico temprano a menudo mejora el pronóstico del paciente.
Un equipo interdisciplinario de físicos, ingenieros, químicos y médicos dirigido por Filip Bošković de la Universidad de Cambridge abordó este problema: desarrollaron un método llamado nanobait que usa cebo de ADN, por así decirlo, para pescar genomas virales en muestras de pacientes. Con él, debería ser posible generar resultados en minutos en lugar de horas o días. El nanobait es una hebra de ADN con un ADN más corto monocatenario que sobresale de sus lados, el cebo. Estos contienen secuencias que son complementarias al ARN viral correspondiente, de modo que partes del genoma viral pueden «morder» específicamente su cebo. Un Naonobait contiene hasta cinco cebos diferentes, lo que le permite distinguir entre diferentes virus respiratorios como el virus de la influenza, el RSV, el rinoceronte y el SARS-Cov2 y sus variantes de una sola vez.
Un pequeño poro proporciona información sobre la estructura.
Sin embargo, basándose únicamente en el enlace, no es posible saber con qué patógeno se está tratando. La traducción de «pez capturado» debe leerse primero. El equipo de Bošković usa los llamados nanoporos para esto. Este método ya se utiliza en la secuenciación de próxima generación generalizada: es muy rápido y preciso. El principio de la evaluación de nanoporos se basa en la conversión de estructuras moleculares en información eléctrica o digital. La molécula de prueba, el nanocebo, se envía a través de una pequeña abertura a través de la cual se aplica un voltaje. A medida que la molécula se mueve, afecta el flujo eléctrico en función de su estructura. Estos cambios pueden eventualmente ser medidos.
De esta forma, las bases individuales de una hebra de ADN se distinguen en la secuenciación de próxima generación. Pero no hay que ir tan lejos en el caso del nanobait, aquí basta con diferenciar si el ARN del virus está unido a los diferentes cebos o no. No se necesita mucho más, por lo que cuando se utilizan nanobaits, solo hay unos minutos entre la toma de la muestra del paciente y la detección del patógeno. Para que esto suceda en la vida cotidiana, a Bošković le gustaría integrar la tecnología en dispositivos portátiles y así hacerla más accesible. “Estoy seguro de que con los socios adecuados podemos expandir el método para su uso en el cuidado de la salud dentro de unos años”, dice el estudiante de doctorado, quien recibió un premio de la Sociedad de Investigación Aplicada de Cambridge por su desarrollo en 2022.
Según Bošković, su impulso para desarrollar la técnica de los nanocebos también se deriva de su experiencia personal de la infancia. De niño, estuvo en el hospital durante casi un mes con fiebre alta. Los médicos no sabrían qué le pasaba hasta que finalmente se detectó el patógeno con una prueba de PCR. Esto y el hecho de que, según la Organización Mundial de la Salud, los virus respiratorios son responsables de alrededor del 20 por ciento de las muertes en niños menores de cinco años lo han llevado ahora a buscar una solución.
Y eso no es todo: Bošković confía en que los nanocebos no solo se pueden adaptar a otras cepas y variantes de virus, sino también posiblemente para la detección temprana del cáncer utilizando microARN. Estas son secuencias cortas de ARN no codificantes que afectan la frecuencia con la que un gen transcrito se traduce realmente en una proteína. En los últimos años, diversas enfermedades como la diabetes, el Alzheimer, pero también enfermedades autoinmunes se han relacionado con cambios en la presencia de estos microARN. La adaptación del método de nanocebos a los ARN cortos correspondientes puede ofrecer un método prometedor para diagnosticar el cáncer y otras enfermedades de manera rentable y eficiente en el tiempo si resulta exitoso en la práctica.
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