Investigadores del Instituto Harvard Wyss y el MIT han desarrollado una mascarilla que puede detectar el SARS-CoV-2 en el aliento del usuario. La mascarilla emplea componentes moleculares liofilizados que incluyen tecnología basada en CRISPR y una tira de ensayo de flujo lateral para detectar el virus y alertar al usuario. Para iniciar la prueba, el usuario simplemente presiona un botón en la máscara y puede proporcionar un resultado en 90 minutos, con un nivel de precisión similar al de una prueba de PCR estándar.
"Básicamente, hemos reducido todo un laboratorio de diagnóstico a un pequeño sensor basado en biología sintética que funciona con cualquier mascarilla y combina la alta precisión de las pruebas de PCR con la velocidad y el bajo costo de las pruebas de antígenos", dijo Peter Nguyen, un investigador involucrado en el estudio. "Además de las mascarillas, nuestros biosensores programables se pueden integrar en otras prendas para proporcionar detección sobre la marcha de sustancias peligrosas, incluidos virus, bacterias, toxinas y agentes químicos".
Los investigadores han estado trabajando en esta técnica durante un tiempo y la han llamado tecnología portátil sin células liofilizadas (wFDCF). Emplean componentes moleculares que las células utilizan para manipular y reconocer ácidos nucleicos y proteínas, y los incorporan a sensores en tejidos para formar dispositivos portátiles que pueden identificar patógenos específicos u otras sustancias peligrosas. Los componentes liofilizados son estables y tienen una vida útil significativa y, a diferencia de otros enfoques de biología sintética, el sistema no necesita células para funcionar.
“Otros grupos han creado dispositivos portátiles que pueden detectar biomoléculas, pero todas esas técnicas han requerido colocar células vivas en el dispositivo portátil, como si el usuario estuviera usando un pequeño acuario. Si ese acuario alguna vez se rompiera, entonces los insectos diseñados podrían filtrarse al usuario, y a nadie le gusta esa idea”, dijo Nguyen.
Para funcionar, los sensores moleculares necesitan agua y la nueva mascarilla contiene un pequeño depósito de agua que se libera cuando el usuario presiona un botón. Luego, una serie de reacciones escinden las partículas virales para liberar el ARN viral y amplificar la secuencia que codifica la proteína de pico. Finalmente, la tecnología CRISPR detecta este producto de amplificación y lo escinde, proporcionando un resultado visual en una tira de flujo lateral, similar al que se utiliza en las pruebas de embarazo.
Curiosamente, la tecnología tiene una variedad de otras aplicaciones más allá de la pandemia de COVID-19. "Esta tecnología podría incorporarse a batas de laboratorio para científicos que trabajan con materiales o patógenos peligrosos, batas para médicos y enfermeras, o uniformes de socorristas y personal militar que podrían estar expuestos a patógenos o toxinas peligrosas, como el gas nervioso", dijo Nina Donghia, otra investigadora involucrada en el estudio.
Aquí hay un vídeo con más información sobre la nueva tecnología:
Estudio en Biotecnología de la Naturaleza : Materiales portátiles con sensores de biología sintética integrados para la detección de biomoléculas