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| Richa Pandey, investigadora de la Universidad McMaster, muestra una nueva tecnología que puede analizar una muestra médica y devolver un resultado preciso y definitivo en minutos. Crédito: Universidad McMaster |
Investigadores de ingeniería, bioquímica y médicos de todo el campus han combinado sus habilidades para crear una prueba rápida de mano para infecciones bacterianas que puede producir resultados precisos y confiables en menos de una hora, eliminando la necesidad de enviar muestras a un laboratorio.
Su investigación de prueba de concepto, publicada hoy en la revista Nature Chemistry, describe específicamente la efectividad de la prueba para diagnosticar infecciones del tracto urinario a partir de muestras clínicas reales. Los investigadores están adaptando la prueba para detectar otras formas de bacterias y para el diagnóstico rápido de virus, incluido el COVID-19. También planean probar su viabilidad para detectar marcadores de cáncer.
"Significará que los pacientes pueden obtener un mejor tratamiento, resultados más rápidos y evitar complicaciones graves. También puede evitar el uso innecesario de antibióticos, que es algo que nos puede ganar tiempo en la batalla contra la resistencia a los antimicrobianos", dice Leyla Soleymani, la coautora del artículo y profesor asociado de ingeniería física.
"Esto les dará a los médicos la ciencia para respaldar lo que ya sospechan en base a sus habilidades y experiencia", dice el coautor correspondiente, Yingfu Li, profesor de bioquímica y ciencias biomédicas.
La nueva tecnología basada en ADN utiliza un dispositivo de mano similar a un monitor de glucosa en sangre. Un microchip analiza una gota de fluido corporal como sangre, orina o saliva, utilizando moléculas que pueden detectar la firma de proteína específica de una infección. El dispositivo, del tamaño de una memoria USB, se conecta a un teléfono inteligente, que muestra el resultado.
La invención combina tecnología de ingeniería electroquímica desarrollada por Soleymani y su equipo con tecnología bioquímica desarrollada por Li y su colega Dingran Chang. Trabajaron con el clínico de enfermedades infecciosas Marek Smeija, profesor de medicina que proporcionó muestras de pacientes reales, y con Todd Hoare, profesor de ingeniería química.
"Como científicos, queremos habilitar las cosas", dice Li, "conocemos diferentes principios científicos y de ingeniería, y cuando los combinas para ayudar a las personas, es un sentimiento especial. Tener la oportunidad de impactar en la sociedad es la razón por la que todos hacen este trabajo".
La práctica existente generalmente requiere el envío de muestras a los laboratorios para su cultivo, un proceso que puede llevar días. Brindar resultados inmediatos a los pacientes puede reducir la propagación de infecciones, mejorar la calidad de vida de los pacientes y simplificar el trabajo de los médicos ocupados.
La nueva tecnología puede distinguir cepas de la misma bacteria que pueden tratarse con antibióticos de otras que son resistentes a los antibióticos, una distinción fundamental que puede ayudar a combatir el creciente problema de la resistencia a los antimicrobianos o RAM.
"Los médicos identificaron los retrasos en las pruebas como un problema que debía resolverse", dice Soleymani, que ocupa la cátedra de investigación de Canadá en dispositivos biomédicos miniaturizados. "Queríamos construir un sistema que pudiera brindar la mayor cantidad de información posible al médico durante la primera visita del paciente".
Los investigadores están probando una adaptación de la misma tecnología para el virus que causa COVID-19, utilizando muestras de una clínica de Hamilton.
"Esta tecnología es muy versátil y estamos muy cerca de usar la misma tecnología para las pruebas de COVID-19", dice Li, quien también es miembro del Instituto Michael Groote de Investigación de Enfermedades Infecciosas de McMaster.
Los investigadores están explorando aprobaciones regulatorias y asociaciones de la industria para lograr que la tecnología se use ampliamente lo más rápido posible, no solo en Canadá, sino en todo el mundo, especialmente donde el acceso a las pruebas de laboratorio es limitado o inexistente.
"Creo que esta tecnología es un paso hacia la democratización del diagnóstico y manejo de enfermedades", dice la autora principal Richa Pandey, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Soleymani. "Esta es una tecnología que puede ir a cualquier parte del mundo donde se necesiten pruebas".
Fuentes, créditos y referencias:
Integrating programmable DNAzymes with electrical readout for rapid and culture-free bacterial detection using a handheld platform, Nature Chemistry (2021). DOI: 10.1038/s41557-021-00718-x , www.nature.com/articles/s41557-021-00718-x