Sensor de ADN detecta virus infecciosos en minutos con participación de científicos argentinos

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un sensor de ADN capaz de hacer una distinción que las pruebas convencionales no pueden: identificar no solo si un virus está presente, sino si ese virus es realmente infeccioso. El dispositivo, creado en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, utiliza fragmentos de ADN especialmente diseñados junto con tecnología de nanoporos para entregar resultados en treinta minutos a dos horas, sin necesidad de preparar previamente las muestras. Dos científicos argentinos participaron activamente en el proyecto: Omar Azzaroni, de la Universidad Nacional de La Plata, y Ana Peinetti, quien actualmente dirige un grupo de investigación en la Universidad de Buenos Aires.

La importancia de esta capacidad radica en una limitación fundamental de las herramientas diagnósticas actuales. Las pruebas de PCR, consideradas el estándar de oro en detección viral, identifican material genético del virus pero no pueden determinar si ese virus puede realmente infectar a una persona. Con el SARS-CoV-2, esto genera un problema práctico grave: en las primeras etapas de la infección, cuando una persona es altamente contagiosa, los niveles de ARN viral son bajos y difíciles de detectar. Inversamente, cuando alguien se recupera y ya no es infeccioso, los niveles de ARN pueden ser muy altos. Las pruebas de antígenos siguen un patrón similar, aunque con un desfase temporal aún mayor. Esta desconexión entre lo que los tests detectan y lo que realmente importa clínicamente ha generado situaciones donde pacientes reciben tratamientos retrasados o permanecen en cuarentena innecesariamente, mientras que otros potencialmente contagiosos son liberados.

El nuevo sensor combina dos componentes clave: moléculas de ADN altamente específicas llamadas aptámeros, y la tecnología de nanoporos. Los aptámeros no solo reconocen la presencia del virus, sino que pueden diferenciar su estado de infectividad. Peinetti, primera autora del estudio publicado en Science Advances, explicó que esta información es crucial para determinar si los pacientes son contagiosos o si un método de desinfección ambiental está funcionando. El equipo de investigación incluyó a Yi Lu, profesor emérito de química en Illinois; Benito Marinas, profesor de ingeniería civil y ambiental; Lijun Rong de la Universidad de Illinois en Chicago; y María Eugenia Toimil-Molares del Centro GSI Helmholtz en Alemania.

Los investigadores demostraron el funcionamiento del sensor con dos virus de importancia global: el adenovirus humano y el virus que causa COVID-19. Eligieron el adenovirus en parte porque representa un patógeno viral emergente transmitido por el agua que preocupa tanto en Estados Unidos como internacionalmente. La capacidad de detectar adenovirus infecciosos incluso en presencia de virus desactivados por desinfectantes y otras sustancias potencialmente interferentes en aguas residuales y aguas naturales contaminadas ofrece un enfoque sin precedentes para la protección ambiental y la salud pública.

Esta tecnología supera significativamente a los ensayos de placa, que son las únicas pruebas actuales capaces de detectar virus infecciosos pero requieren preparación especial y días de incubación para producir resultados. El nuevo método funciona sin ese pretratamiento de muestras, lo que lo hace aplicable incluso a virus que no crecerán en laboratorio. Marinas subrayó que la capacidad de distinguir virus infecciosos de no infecciosos y detectar pequeñas cantidades de muestras sin tratar es importante no solo para el diagnóstico rápido de pacientes en etapas iniciales de infección, sino también para monitoreo ambiental.

La escalabilidad de la técnica es otro aspecto prometedor. Los aptámeros de ADN se pueden producir fácilmente con sintetizadores de ADN ampliamente disponibles, de manera similar a las sondas de ARN utilizadas en pruebas de PCR. Los sensores de nanoporos también están disponibles comercialmente, lo que hace que la detección sea fácilmente escalable. Lu, ahora profesor en la Universidad de Texas en Austin, señaló que la técnica de detección podría aplicarse a otros virus simplemente modificando el ADN para apuntar a diferentes patógenos.

El equipo ya está trabajando en mejoras significativas. Buscan aumentar la sensibilidad y selectividad de los sensores e integrar los aptámeros de ADN con otros métodos de detección, como varillas reactivas que cambian de color o sensores compatibles con teléfonos inteligentes, para eliminar la necesidad de equipos especiales. Marinas concluyó que la tecnología de aptámeros podría desarrollarse en plataformas multicanal para detectar otros patógenos virales emergentes transmitidos por el agua, como norovirus y enterovirus, o para detectar variantes del virus que causa COVID-19. Con esta capacidad de distinguir virus infecciosos de no infecciosos, los investigadores esperan que su tecnología también ayude a comprender los mecanismos fundamentales de la infección viral.