Nueva prueba diagnostica rápidamente el zika

El diagnóstico en papel evita los falsos positivos de la fiebre del dengue y otros virus relacionados.

Ana Trafton | Oficina de noticias del MIT

Investigadores del MIT han desarrollado una prueba en papel que puede diagnosticar la infección por Zika en 20 minutos. A diferencia de las pruebas existentes, el nuevo diagnóstico no presenta una reacción cruzada con el virus del dengue, un pariente cercano del virus del Zika que puede producir falsos positivos en muchas pruebas del Zika.

Esta prueba podría ofrecer un diagnóstico fácil de usar, económico y portátil en países donde el zika y el dengue son prevalentes y la prueba estándar de oro que mide el ARN viral en el torrente sanguíneo no está disponible.

“Es importante tener una sola prueba que pueda diferenciar entre los cuatro serotipos de Dengue y Zika, porque co-circulan. Los transmite el mismo mosquito”, dice Kimberly Hamad-Schifferli, profesora asociada de ingeniería en la Universidad de Massachusetts en Boston, científica visitante en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y coautora principal del artículo.

Los investigadores trabajaron con científicos de todo el mundo para probar el nuevo dispositivo en muestras de pacientes y confirmaron que puede distinguir con precisión el virus Zika de otros virus relacionados.

Lee Gehrke, profesor Hermann LF von Helmholtz en el Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas (IMES) del MIT, también es autor principal del estudio, que aparece en la edición del 27 de septiembre de  Science Translational Medicine . Los primeros autores del artículo son la científica investigadora del IMES Irene Bosch y la postdoctoral del Departamento de Ingeniería Mecánica Helena de Puig.

No más falsos positivos

Uno de los mayores desafíos para diagnosticar el zika es que muchas de las pruebas se basan en anticuerpos que interactúan con una proteína viral llamada NS1, que se encuentra en el torrente sanguíneo de los pacientes infectados. Desafortunadamente, muchos otros virus de la misma familia, conocidos como flavivirus, tienen versiones similares de NS1 y pueden producir un falso positivo. Los flavivirus incluyen el virus del Nilo Occidental y el virus que causa la fiebre amarilla, así como el virus del dengue.

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En un esfuerzo por crear un diagnóstico más preciso, el equipo del MIT se propuso encontrar anticuerpos que interactuarían exclusivamente con la proteína NS1 producida por el virus Zika, así como anticuerpos específicos para NS1 de cada una de las cuatro cepas diferentes del virus del dengue.

Para lograr esto, los investigadores expusieron ratones a los virus Zika y Dengue y luego analizaron los anticuerpos resultantes, en pares, contra cada versión de flavivirus de la proteína NS1. Esto les permitió identificar pares de anticuerpos que reaccionan solo con una versión de NS1 y no con ninguna de las otras.

“Sabíamos por análisis informático que si buscábamos lo suficiente y descifrábamos el repertorio de las células B de estos animales, eventualmente encontraríamos esos anticuerpos”, dice Bosch. “Pudimos descubrir los muy pocos anticuerpos dentro del repertorio que le darían singularidad en la detección”.

Los investigadores utilizaron estos pares para crear cinco pruebas separadas, una para cada virus. Recubrieron tiras de papel con un anticuerpo de cada par, mientras que el segundo anticuerpo estaba adherido a nanopartículas de oro. Después de agregar la muestra de sangre del paciente a una solución de estas nanopartículas, la tira de papel se sumerge en la solución. Si la proteína NS1 objetivo está presente, se adhiere a los anticuerpos de la tira de papel, así como a los anticuerpos unidos a nanopartículas, y aparece una mancha de color en la tira en 20 minutos.

Este enfoque requiere cinco tiras reactivas por muestra para detectar cada virus, pero los investigadores ahora están trabajando en una versión que probaría los cinco con una tira.

La mayoría de los países donde prevalecen el zika y el dengue no permiten que se envíen muestras de pacientes fuera del país, por lo que los investigadores viajaron a varios países, incluidos México, Colombia, India y Brasil, para probar sus dispositivos con muestras de pacientes.

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Descubrieron que sus resultados eran comparables a los obtenidos por las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que detectan el ARN viral en el torrente sanguíneo. Las pruebas de PCR no se usan mucho en áreas donde se encuentra el virus del Zika porque requieren personal capacitado y equipos de laboratorio que no están disponibles en todas partes.

“Dado que los métodos convencionales requieren una gran cantidad de tiempo para la recolección de muestras y el diagnóstico, este diagnóstico rápido, económico y basado en papel será muy útil para el diagnóstico de muchas enfermedades infecciosas”, dice Luke Lee, presidente asociado de la Universidad Nacional de Singapur y director del Instituto Biomédico para la Investigación y Tecnología de la Salud Global en Singapur.

Virus emergentes

El dengue infecta a cientos de millones de personas anualmente, principalmente en las regiones tropicales. Por lo general, no es fatal, pero en áreas donde circula más de un serotipo, es más probable que produzca una enfermedad grave y potencialmente mortal. Un diagnóstico que pueda distinguir entre los cuatro serotipos de la fiebre del dengue podría brindarles a los médicos una forma de descubrir temprano cuándo un nuevo serotipo ha ingresado a su región.

“Cuando hemos viajado a los lugares donde estos virus son un problema, la gente dice unánimemente que necesitan más vigilancia. Necesitan saber qué virus circulan en sus entornos”, dice Gehrke.

Los investigadores creen que su enfoque también debería permitirles desarrollar rápidamente pruebas de diagnóstico para otros virus relacionados que puedan surgir en el futuro.

“Al examinar este grupo de anticuerpos que tenemos contra todos estos antígenos que tenemos, como el Nilo Occidental, ya sabemos qué tan bien reaccionan. Esa es información que podríamos usar en el futuro para desarrollar pruebas adicionales que puedan usarse para detectar otros virus emergentes”, dice Gehrke.

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Ahora están trabajando en un diagnóstico del emergente virus Powassan, que es transportado por la misma garrapata que transmite la enfermedad de Lyme. Powassan, que se encuentra principalmente en el noreste de los Estados Unidos y la región de los Grandes Lagos, causa una forma grave de encefalitis.

La investigación fue financiada por el Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos y el Fondo de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia.

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