Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC) proponen un m¨¦todo de detecci¨®n del coronavirus SARS-CoV-2 alternativo a las PCR, m¨¢s r¨¢pido, menos costoso y a gran escala, basado en balizas moleculares. La t¨¦cnica emplear¨ªa ¡°sensores¡± de ADN que emiten fluorescencia en presencia del ARN diana (en este caso, el ARN del coronavirus). El objetivo es detectar la presencia de ARN viral en la muestra de una manera directa y sin necesidad de los costosos pasos intermedios de amplificaci¨®n de ¨¢cidos nucleicos que requieren las PCR.

El proyecto es de momento una prueba de concepto, pero se esperan obtener resultados preliminares de la sensibilidad y la especificidad de la t¨¦cnica en dos meses. Seg¨²n los investigadores, podr¨ªa reducir los costes de procesamiento por muestra entre un 50-70%. Este es uno de los cinco proyectos sobre diagn¨®stico aprobados por el Instituto de Salud Carlos III, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovaci¨®n, en toda Espa?a.

El problema de las pruebas PCR

En la actualidad, la t¨¦cnica de la reacci¨®n en cadena de la polimerasa, tambi¨¦n conocida como PCR, es el m¨¦todo de referencia que se emplea para el diagn¨®stico de Covid-19. Pese a que esta t¨¦cnica permite detectar casos positivos en presencia de cargas virales muy peque?as, existen dos cuellos de botella que limitan los tiempos de detecci¨®n y su aplicabilidad a gran escala. El primero consiste en la purificaci¨®n del ARN viral a partir de muestras humanas, y el segundo tiene que ver con la t¨¦cnica de amplificaci¨®n de los ¨¢cidos nucleicos, la cual requiere la conversi¨®n de la mol¨¦cula de ARN viral en una mol¨¦cula de ADN complementario para proceder con la t¨¦cnica de PCR propiamente dicha.

Cada uno de estos pasos requiere unos tiempos de incubaci¨®n determinados, que hacen que el proceso total se alargue en torno a las 2-4 horas. A esto hay que sumarle el elevado precio de los reactivos que se emplean en las distintas etapas de la reacci¨®n.

Cu¨¢l es la propuesta del CSIC: balizas moleculares

Los coordinadores de este proyecto, los investigadores del CSIC Mario Fern¨¢ndez Fraga y Juan Ram¨®n Tejedor Vaquero, del Centro de Investigaci¨®n en Nanomateriales y Nanotecnolog¨ªa (CINN - CSIC) y Agust¨ªn Fern¨¢ndez Fern¨¢ndez, del Instituto de Investigaci¨®n Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), explican: ¡°El principio de esta t¨¦cnica de detecci¨®n est¨¢ basado en el empleo de balizas moleculares (tambi¨¦n conocidas como molecular beacons). Estos ¡°sensores¡± est¨¢n compuestos de una regi¨®n emisora de fluorescencia integrada en una mol¨¦cula de ADN. En condiciones normales esta se?al est¨¢ apagada. Sin embargo, estas balizas son capaces de activarse y emitir fluorescencia en presencia del ¨¢cido nucleico diana, lo cual permitir¨ªa detectar el ARN del virus en la muestra¡±. Se trata de un m¨¦todo basado en una t¨¦cnica conocida que ha sido utilizada en varias aplicaciones, incluyendo una modalidad de las propia PCR.

¡°Para ello se est¨¢n poniendo a punto dos metodolog¨ªas en paralelo: la primera ir¨ªa enfocada a una captura dirigida del ARN viral mediante el empleo de nanopart¨ªculas, lo cual permitir¨ªa aumentar la eficiencia y reducir los tiempos que se emplean en el proceso de extracci¨®n de ARN de muestras humanas¡±, explica Fern¨¢ndez Fraga.

¡°La segunda metodolog¨ªa estar¨ªa relacionada con la detecci¨®n directa del ARN viral propiamente dicho, la cual estar¨ªa enfocada en el empleo de estas balizas moleculares acopladas a un sistema de amplificaci¨®n de la se?al de fluorescencia que funcionar¨ªa de manera independiente al uso de polimerasas y toda la bater¨ªa de reactivos asociados¡±, a?ade Tejedor Vaquero.

Beneficios del proyecto

¡°Si todo esto funciona, esta tecnolog¨ªa tendr¨ªa una alta capacidad de escalabilidad y una gran flexibilidad, pudi¨¦ndose adaptar a diferentes instrumentos de detecci¨®n, ya sean los equipos de PCR cuantitativa o cualquier dispositivo dotado con un lector de se?al de fluorescencia, con lo que se aumentar¨ªa considerablemente el n¨²mero de muestras procesadas por d¨ªa¡±, augura Fern¨¢ndez Fraga.

¡°Adem¨¢s, al no depender los costes asociados a los reactivos necesarios para la amplificaci¨®n de ¨¢cidos nucleicos, esta t¨¦cnica podr¨ªa reducir los costes de procesamiento por muestra, entre un 50-70% de manera aproximada. De resultar satisfactoria, esta t¨¦cnica de diagn¨®stico facilitar¨ªa el cribado a gran escala de los pacientes con s¨ªntomas de Covid-19 de manera r¨¢pida, precisa y a bajo coste¡±, indica Fern¨¢ndez Fern¨¢ndez.

En el proyecto colaboran el Instituto de Investigaci¨®n Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), el Instituto Universitario de Oncolog¨ªa del Principado de Asturias (IUOPA) y el Centro de Investigaci¨®n Biom¨¦dica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER).