Esta nueva prueba de ADN basada en teléfonos inteligentes podría ayudar a rastrear enfermedades en tiempo real
Las pruebas de ADN sobre el terreno podrían resultar invaluables para los médicos, agricultores y funcionarios responsables de la seguridad alimentaria o el monitoreo ambiental. Ahora los investigadores chinos han creado una plataforma de prueba de ADN ultraportátil basada en teléfonos inteligentes que cuesta menos de $ 10.
Ya sea que se realice un análisis de sangre para detectar la presencia de un patógeno causante de una enfermedad en particular o se controle la presencia de ciertos microbios en el agua del río, la prueba de ADN generalmente implica buscar una cantidad muy pequeña de material genético en una muestra mucho más grande. Eso significa que el primer paso incluye amplificar la cantidad de ADN hasta que haya suficiente para asegurarse de detectar de manera confiable lo que esté buscando.
Los científicos suelen utilizar un método conocido como reacción en cadena de la polimerasa (PCR), pero requiere un equipo voluminoso y costoso y una experiencia considerable para funcionar correctamente. Eso significa que las muestras de ADN recolectadas en el campo normalmente deben enviarse a laboratorios dedicados para su análisis, lo que dificulta la detección rápida de enfermedades o patógenos nocivos .
Un nuevo sistema de pruebas desarrollado por investigadores de la Universidad Médica del Ejército en China puede ayudar a llenar ese vacío al permitir pruebas de ADN en el acto en tan solo 80 minutos. Según los investigadores, su prueba logra una precisión del 97 por ciento utilizando piezas impresas en 3D simples que se conectan a un teléfono inteligente estándar y pesan menos de 100 g de carneros (0.22 libras) .
En el corazón del sistema hay un "i-chip" de solo cuatro centímetros de largo que incluye módulos integrados de preparación de muestras, amplificación de ADN y detección de señales. Los diversos reactivos necesarios para llevar a cabo la prueba pueden cargarse previamente en el dispositivo, y los investigadores demostraron que estos podrían mantenerse hasta diez semanas a temperatura ambiente sin pérdida de rendimiento.
Probablemente el aspecto más ingenioso de la nueva prueba es su sistema de calefacción. Amplificar la señal de ADN requiere que la muestra se mantenga a temperaturas específicas para que las enzimas necesarias para el proceso puedan hacer su trabajo. Los intentos anteriores para crear pruebas de ADN portátiles han tenido dificultades con esto y han requerido la alimentación de la red o elementos de calefacción voluminosos para lograrlo.
Sin embargo, el nuevo dispositivo utiliza el teléfono inteligente para calentar las muestras. Los investigadores crearon una aplicación que obliga al procesador del teléfono a ejecutar algoritmos exigentes que hacen que se caliente de una manera predecible y transmitan calor al chip i.
En un artículo en Science Advances , los investigadores mostraron que el enfoque podría calentar de manera confiable la muestra a la temperatura correcta utilizando diferentes modelos de teléfonos y en climas cálidos y fríos. Una vez que la muestra ha sido preparada adecuadamente, una macro-objetivo montado en la cámara del smartphone y se coloca en una cuna impresa-3D para z Analy ae la muestra.
Otra limitación clave con la mayoría de las pruebas de ADN portátiles es que solo pueden analizar tipos específicos de muestras. Para demostrar la versatilidad de su enfoque, los investigadores demostraron que no sólo podía detectar su prueba de las condiciones genéticas alfa y beta-talasemia en la sangre, sino que también fue capaz de detectar E. c oli en la leche, el agua del río, y la orina, y Una bacteria patógena que ataca a las plantas de kiwi en las hojas molidas.
Además del gasto obvio del teléfono inteligente, los investigadores dicen que la parte desechable de la prueba cuesta solo $ 4.10 y las partes reutilizables $ 2.50, lo que se compara con aproximadamente $ 17,000 para un dispositivo comercial de alta gama.
Todo eso se suma a un sistema de detección de ADN que podría usarse de manera realista para llevar a cabo diagnósticos médicos, monitoreo ambiental e inspecciones de seguridad alimentaria en el punto de necesidad, incluso en los entornos con menos recursos e inhóspitos. Los investigadores señalan que las capacidades incorporadas de ubicación geográfica y comunicación inalámbrica de los teléfonos inteligentes significan que podrían utilizarse para el monitoreo en tiempo real de todo tipo de enfermedades y patógenos.
Curiosamente, los autores dicen que no tomaría mucho adaptar el sistema para detectar ARN, lo que permitiría rastrear virus como C ovid-19. Aún no está claro si estará listo a tiempo para ayudarnos con la pandemia actual, pero podría ser una herramienta invaluable en brotes futuros.
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