La vía de propagación del SARS-CoV-2 por aerosoles ha ido asentándose desde las dudas de los primeros meses, por lo que las estrategias de control preventivo deben tenerla en cuenta para avanzar en una mitigación eficaz. En este contexto, investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), en colaboración con especialistas de la Universidad de Valencia (UV), han ideado un sistema basado en un biosensor másico de alta sensibilidad, que monitoriza en continuo señales para la detección de SARS-CoV-2 en aerosoles atmosféricos. El dispositivo, en fase de prototipo, permite evaluar la calidad del aire y la detección temprana de virus en espacios interiores (viviendas, aulas, restaurantes, cines o medios de transporte).
Según destaca Ángel Maquieira, catedrático del Departamento de Química y director del Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) en la UPV, “utiliza anticuerpos específicos capaces de detectar el SARS-CoV-2 en el aire”, y Sergi Morais, del mismo grupo, incide en que es un desarrollo “muy prometedor”, dado que “puede servir como sistema de alarma y control para prevenir de la infección de la covid-19, sin necesidad de realizar PCR, analizando la calidad del aire en espacios cerrados y concurridos o peligrosos”, lo cual “permitirá la toma de medidas sanitarias de prevención y de alerta de la transmisión”.
Punto de partida
Según explica Maquieira, los resultados previos del grupo obtenidos utilizando el biosensor para la detección precoz de enfermedades autoinmunes “fueron la base científica que nos hizo abordar el reto de detectar el SARS-CoV-2”. Los estudios preliminares se han realizado utilizando partículas similares a virus (VLP) no infectivas desarrolladas por Luis Martínez Gil, María Jesús García Murria e Ismael Mingarro, del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular (Instituto Biotecmed) de la UV.
Las VLP (virus-like particles) son partículas membranosas virales que mimetizan el virus pero que no contienen su genoma, de forma que no son infectivas. En el caso concreto del SARS-CoV-2, las VLP obtenidas en la UV incluyen las cuatro proteínas estructurales del virus: de la espícula (S), la envuelta (E), la mayoritaria de la membrana (M) y la de la nucleocápside (N), es decir, contienen todos los elementos de la estructura del virus que permiten su reconocimiento por anticuerpos, así como por otros mecanismos de respuesta inmunológica.
El biosensor se ha evaluado a escala de laboratorio y “detecta VLP en aire en un ambiente simulado cargado de virus, proporcionando una señal que se relaciona con la carga vírica presente en el ambiente. De este modo, al detectar carga viral a niveles que pueden ser perjudiciales para la salud emitiría una señal de alarma. Se trata, por lo tanto, de un biosensor capaz de detectar SARS-CoV-2 en umbrales de concentración crítica”, explica Augusto Juste, investigador predoctoral en el Instituto IDM en la UPV.
El biosensor probado en condiciones controladas de laboratorio y utilizando VLP que mimetizan a otros virus diferentes de SARS-CoV-2 ha respondido satisfactoriamente en el intervalo de 104-1.010 partículas, revelando una buena selectividad. Además de efectuar medidas directas, destaca por su facilidad de uso, bajo coste y versatilidad.
Evaluación en entorno real
El desarrollo del prototipo del biosensor másico de alta sensibilidad ha sido financiado por la Consejería de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana, en el marco de la llamada que el pasado mes de marzo lanzó a los agentes del Sistema de Innovación de la Comunidad Valenciana para desarrollar soluciones innovadoras en la lucha contra el coronavirus.
En la actualidad, la metodología y prototipo desarrollado por el equipo del IDM se encuentra en la fase de evaluación hospitalaria, en un estudio que se está llevando a cabo en colaboración con el Servicio de Medicina Preventiva y Calidad Asistencial del Hospital General de Castellón, dirigido por Mario Carballido Fernández.
Sergi Morais, del Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) en la UPV, explica que la evaluación del biosensor se va a llevar a cabo en tres fases. “En primer lugar, se probará en sala limpia, es decir se colocará en una habitación vacía de una zona no-covid; posteriormente, se colocará en una habitación con paciente no-covid, y finalmente en una habitación de las mismas dimensiones que las anteriores ocupada con paciente positivo”.
La idea es monitorizar la calidad del aire durante 2-3 horas y comparar los resultados derivados de las experiencias llevadas a cabo en los tres tipos de estancias con los obtenidos mediante PCR, “y así poder evaluar las prestaciones del biosensor”.
Para Barbullido, “los resultados del estudio permitirán formular propuestas de gestión para reducir las posibilidades de contagio en espacios interiores sanitarios. Además, deberá ayudar a establecer nuevos elementos de gestión en la seguridad de los centros de atención secundaria que ayuden a proteger la salud de los pacientes y el personal sanitario y, así, disminuyan los riesgos de transmisión en la población general. Con la llegada del invierno y el cierre de terrazas, se hace necesario garantizar que los espacios cerrados sean lugares seguros”.
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