Nou camí cap a un diagnòstic de COVID-19 més ràpid pavimentat en or

La ràpida propagació de la COVID-19, una malaltia causada pel virus SARS-CoV-2, ha creat una crisi de salut pública a tot el món. La detecció i l'aïllament precoç de la COVID-19 són clau per controlar la transmissió de malalties i protegir les poblacions vulnerables. L'estàndard actual per al diagnòstic de COVID-19 és la reacció en cadena de la transcriptasa inversa-polimerasa (RT-PCR), una tècnica en la qual es detecten gens virals després de sotmetre's a múltiples cicles d'amplificació. Tanmateix, aquesta tècnica requereix molt de temps, creant un endarreriment de proves als centres de diagnòstic i comportant diagnòstics retardats.      

En un estudi recent publicat a Biosensors and Bioelectronics, investigadors de Corea i la Xina han introduït una nova plataforma basada en nanotecnologia que pot escurçar el temps necessari per al diagnòstic de COVID-19. La seva plataforma de detecció de dispersió Raman (SERS)-PCR millorada a la superfície, preparada mitjançant nanopartícules d'or (AuNPs) a les cavitats dels substrats Au "nanodimple" (AuNDSs), pot detectar gens virals després de només 8 cicles d'amplificació. Això és gairebé un terç del nombre requerit amb la RT-PCR convencional.

"La RT-PCR convencional es basa en la detecció de senyals de fluorescència, de manera que es necessiten entre 3 i 4 hores per detectar el SARS-CoV-2. Aquesta velocitat no és suficient tenint en compte la rapidesa amb què es propaga la COVID-19. Volíem trobar una manera de reduir aquest temps almenys a la meitat", diu el professor Jaebum Choo, explicant la motivació darrere de l'estudi. Afortunadament, la resposta no va ser massa llunyana. En un estudi anterior publicat el 2021, l'equip del professor Choo havia desenvolupat una nova plataforma de detecció en la qual els senyals SERS d'alta sensibilitat són produïts per AuNP disposats uniformement a les cavitats dels AuNDS mitjançant una tècnica anomenada hibridació d'ADN. A partir d'aquest descobriment anterior, el professor Choo i el seu equip van desenvolupar la nova plataforma SERS-PCR per al diagnòstic de la COVID-19.

El nou assaig SERS-PCR desenvolupat utilitza senyals SERS per detectar "pont d'ADN": petites sondes d'ADN que es descomponen lentament en presència de gens virals objectiu. Per tant, en mostres de pacients positius per a COVID-19, la concentració d'ADN pont (i, per tant, el senyal SERS) disminueix contínuament amb els cicles progressius de PCR. En canvi, quan el SARS-CoV-2 està absent, el senyal SERS es manté sense canvis.

L'equip va provar l'eficàcia del seu sistema mitjançant dos marcadors objectiu representatius del SARS-CoV-2, és a dir, la proteïna de l'embolcall (E) i els gens de la ARN polimerasa depenent de l'ARN (RdRp) del SARS-CoV-2. Tot i que es van requerir 25 cicles per a la detecció basada en RT-PCR, la plataforma SERS-PCR basada en AuNDS només va requerir 8 cicles, reduint considerablement la durada de la prova. "Tot i que els nostres resultats són preliminars, proporcionen una prova de concepte important per a la validesa de la SERS-PCR com a tècnica de diagnòstic. La nostra tècnica SERS-PCR basada en AuNDS és una nova plataforma de diagnòstic molecular prometedora que pot escurçar considerablement el temps necessari per a la detecció de gens en comparació amb les tècniques convencionals de RT-PCR. Aquest model es pot ampliar encara més incorporant un mostreig automàtic per desenvolupar un sistema de diagnòstic molecular de nova generació", explica el professor Choo.

De fet, SERS-PCR podria ser una eina important en el nostre arsenal contra la pandèmia COVID-19. També podria crear un canvi de paradigma en el camp del diagnòstic molecular, revolucionant la manera de detectar malalties infeccioses i abordar futures epidèmies.