Vendas y sensores de grafeno para detectar en segundos la covid

La declaraci¨®n del estado de alarma a mediados de marzo encendi¨® las alertas de los laboratorios, de las universidades y de los centros de investigaci¨®n espa?oles que ya buscaban vacuna contra el nuevo coronavirus. El Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC) cre¨® una plataforma para que fluyeran las ideas e intentar vencer la pandemia que tan solo empezaba. Uno de los objetivos: encontrar un diagn¨®stico r¨¢pido, sencillo y eficaz. En Espa?a, se detecta la covid mediante las pruebas PCR (se han hecho m¨¢s de 4,6 millones hasta el 30 de julio), que tardan cuatro horas m¨ªnimo e incluso d¨ªas en dar respuesta, y los tests serol¨®gicos, con los cuales se obtiene un resultado en unos 15 minutos desde que se toma la muestra de sangre. Sin embargo los dos m¨¦todos no son fiables al 100% y pueden, en ciertos casos, dar falsos positivos.

Los dispositivos en uso no consiguen detectar las inmunoglobulinas A (IgA), es decir, los anticuerpos presentes antes de que lleguen los s¨ªntomas. Pueden ver, tan solo, la presencia de los anticuerpos M (IgM), que aparecen entre los 4 y los 10 d¨ªas e indican un proceso de infecci¨®n aguda, y los G (IgG), los anticuerpos protectores que anuncian que el cuerpo ya ha desarrollado una inmunidad.

Lo mejor es unir todo tipo de diagn¨®sticos para tener un equipo barato y eficaz para el 80% de la poblaci¨®n de un pa¨ªs. As¨ª se puede controlar la epidemia

C¨¦sar de la Fuente, biotecn¨®logo y catedr¨¢tico en la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos)

Para paliar estas incertidumbres e imprecisiones, el equipo de Luisa Botella, del Centro de Investigaciones Biol¨®gicas Margarita Salas (CIB-CSIC), se ha puesto en marcha hace meses para encontrar una soluci¨®n fiable, que d¨¦ la respuesta en unos segundos y en la fase inicial de la infecci¨®n. Se trata de un peque?o biosensor port¨¢til de grafeno que, al meter la saliva, detecta si el paciente tiene el virus antes de que haya mostrado siquiera los primeros s¨ªntomas de la enfermedad. Es un aspecto crucial para controlar la epidemia, pues los asintom¨¢ticos han complicado el control de una crisis sanitaria que se ha cobrado 45.000 vidas en Espa?a por covid o con sospecha de tenerla. ¡°Queremos algo que sea aut¨®nomo, que pueda estar en todas partes, tanto en la atenci¨®n primaria como en las farmacias, por ejemplo, y sin necesidad de recurrir a un m¨¦dico o a un laboratorio, ya que eso alarga el proceso¡±, explica la experta. ¡°Adem¨¢s, este dispositivo ser¨¢ fiable al 99%. Ahora no superan el 65%¡±, a?ade.

El proyecto empez¨® bajo la petici¨®n de la Universidad de Granada, que necesitaba plasma de personas que jam¨¢s tuvieron contacto con el nuevo coronavirus. Como no se sabe exactamente la fecha en la que el SARS-CoV-2 apareci¨®, el equipo de Botella mand¨® unos 160 plasmas de pacientes recogidos entre 2007 y 2018. Al mismo tiempo, el grupo de la investigadora se dedic¨® a fabricar y purificar la prote¨ªna S (Spike) del virus, que se engancha a la c¨¦lula humana, para que luego la puedan paralizar y usarla para probar la eficacia del aparato. A partir de ah¨ª, los biotecn¨®logos acoplan esa prote¨ªna a unas nanopart¨ªculas (lip¨ªdicas o artificiales) que llevan nanosensores el¨¦ctricos. Estos elementos min¨²sculos detectan la uni¨®n entre el anticuerpo y el ant¨ªgeno S produciendo as¨ª una se?al. En casos no contaminados, tiene que aparecer un cero.

Queremos algo que sea aut¨®nomo, que pueda estar en todas partes, tanto en la atenci¨®n primaria y las farmacias, sin necesidad de recurrir a un m¨¦dico o un laboratorio ya que alarga el proceso

Luisa Botella, investigadora del CIB-CSIC

?Por qu¨¦ el grafeno? ¡°Es una superficie especial y muy sensible¡±, contesta la experta. El material vehiculiza muchas m¨¢s reacciones que otros soportes y permite que se acoplen muchas nanopart¨ªculas con las prote¨ªnas. Una vez est¨¦n seguros de la eficacia del dispositivo, har¨¢n la misma experiencia con plasmas de pacientes contaminados a diferentes etapas de la infecci¨®n, material que facilitar¨¢ la Universidad de Valencia. ¡°As¨ª evitamos los falsos positivos porque sabemos bien qu¨¦ resultado debemos obtener¡±, asevera Botella. ?Cu¨¢ndo se podr¨¢ implementar? No tienen fecha concreta, pero la experta est¨¢ convencida de que, a finales de septiembre, se probar¨¢ el primer prototipo.

Un test incorporado en las mascarillas

El uso de mascarillas es obligatorio en casi toda Espa?a, tanto en espacios cerrados como al aire libre. C¨¦sar de la Fuente, biotecn¨®logo y catedr¨¢tico en la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) galardonado con el premio Nemirovsky Engineering and Medicine Opportunity (NEMO), ha pensado en ellas para desarrollar un test r¨¢pido de detecci¨®n de la covid gracias al aliento. El dispositivo es algo parecido a una venda que tiene incorporado un electrodo con la prote¨ªna humana ACE2 a la que se engancha el virus. Al llegar muestras de saliva o sangre, el dispositivo da una se?al para indicar la presencia de la prote¨ªna v¨ªrica S en cuesti¨®n de segundos. El investigador coru?¨¦s, becado por la Fundaci¨®n La Caixa, calcula que su tecnolog¨ªa no costar¨¢ m¨¢s de un euro y se puede producir a gran escala. ¡°A la espera de la vacuna [que no se sabe cuando llegar¨¢, pero s¨ª que no habr¨¢ para todo el mundo], tener diagn¨®sticos a nivel poblacional es muy importante y dir¨ªa incluso que tanto como una vacuna. Lo mejor es unir todo tipo de diagn¨®sticos para tener un kit [equipo] barato y eficaz disponible para 80% de la poblaci¨®n de un pa¨ªs. As¨ª se puede controlar la epidemia¡±, propone.

Su proyecto, financiado con m¨¢s de 80.000 d¨®lares (67.200 euros) gracias a su premio, es la continuidad de un dispositivo antiguo. Esta tecnolog¨ªa, basada en electroqu¨ªmica y que no necesita m¨¢s que papel y electrodos para funcionar, estaba destinada a detectar infecciones bacterianas. ¡°Si tienes una herida, te pones una venda y ella te dice si hay infecci¨®n¡±, cuenta de la Fuente. ¡°Lo bonito es que luego se puede hacer de manera min¨²scula e introducirla en la mascarilla¡±, precisa el experto. La idea es incorporar este dispositivo miniatura tanto en la parte interior (cerca de la boca) como exterior del tejido, para poder detectar las part¨ªculas que salen de la boca al hablar, toser o estornudar y las que corretean por el aire. ¡°Nuestro sistema ser¨ªa capaz de detectar [con] muy pocas part¨ªculas de virus, es muy sensible¡±, subraya el biotecn¨®logo.

La fiabilidad no ha sido probada todav¨ªa, pero el experto est¨¢ convencido de que ser¨¢ superior al 65% porque as¨ª se demostr¨® con las bacterias. En cuanto a m¨¢rgenes de tiempo, el galardonado no puede decir nada concreto. Para las infecciones bacterianas, se tardaron meses, pero crear estos dispositivos a gran escala requiere mucho m¨¢s tiempo. ¡°Estamos en contacto con empresas y compa?¨ªas de mascarillas, pero todav¨ªa debemos encontrar la aplicaci¨®n m¨¢s eficaz para que entre en el mercado a corto plazo¡±, reconoce.

Un espray para impedir que llegue a los pulmones fundamentado en dichas mol¨¦culas permitir¨¢ crear, tras su administraci¨®n, una barrera¡±, cuenta Julia Revuelta, una de las investigadoras que lidera el proyecto, en una nota del CSIC.

Por otra parte, desde el Instituto de Qu¨ªmica Org¨¢nica General (IQOG-CSIC) buscan una soluci¨®n para detener la infecci¨®n una vez el virus se haya metido en el organismo por la nariz o la boca. Para ello, desarrollan un espray que imita la superficie de las c¨¦lulas humanas mediante mol¨¦culas naturales. Las part¨ªculas del virus se enganchan a estos compuestos enga?osos, se queda atrapado y pierde su capacidad infectiva. ¡°Actualmente se cree que la infecci¨®n comienza en las cavidades buco-far¨ªngeas, por lo que la formulaci¨®n de un espray fundamentado en dichas mol¨¦culas permitir¨¢ crear, tras su administraci¨®n, una barrera¡±, cuenta Julia Revuelta, una de las investigadoras que lidera el proyecto, en una nota del CSIC.

Si la infecci¨®n ya ha comenzado, no se da todo por perdido, pues el producto neutraliza las part¨ªculas virales en la fase inicial. Gracias a ello, la infecci¨®n no se propaga a los pulmones e impide que se agrave la enfermedad. ¡°Si confirmamos que estas mol¨¦culas logran detener eficazmente la infecci¨®n, podr¨ªamos conseguir un antiviral de amplio espectro, ya que interviene en el mecanismo que utilizan muchos virus para entrar en las c¨¦lulas¡±, explica Revuelta. Bajo su punto de vista, los resultados podr¨ªan adaptarse r¨¢pidamente a otros virus emergentes y proteger contra futuras pandemias.

En la misma din¨¢mica, el Instituto de Medicina Molecular de Lisboa ha anunciado que una mascarilla llamada MoxAdTech, en venta desde abril, es capaz de inactivar en un 99% el virus y seguir siendo tan eficaz despu¨¦s de 50 lavados.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter, Instagram o suscribirte aqu¨ª a nuestra Newsletter.

Informaci¨®n sobre el coronavirus

- Aqu¨ª puede seguir la ¨²ltima hora sobre la evoluci¨®n de la pandemia

- As¨ª evoluciona la curva del coronavirus en Espa?a y en cada autonom¨ªa

- Preguntas y respuestas sobre el coronavirus

- Gu¨ªa de actuaci¨®n ante la enfermedad

- En caso de tener s¨ªntomas, estos son los tel¨¦fonos que se han habilitado en cada comunidad