Al diagnosticar un caso de ébola, el tiempo es esencial. Sin embargo, las pruebas diagnósticas existentes tardan al menos uno o dos días en dar resultados, lo que impide que el personal sanitario determine rápidamente si un paciente necesita tratamiento y aislamiento inmediatos.
Una nueva prueba de investigadores del MIT podría cambiarlo: el dispositivo, una sencilla tira de papel similar a una prueba de embarazo, puede diagnosticar rápidamente el ébola, así como otras fiebres hemorrágicas víricas, como la fiebre amarilla y el dengue.
«Como vimos en el reciente brote de ébola, a veces las personas presentan síntomas y no está claro qué enfermedad tienen», afirma Kimberly Hamad-Schifferli, científica visitante del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y miembro del personal técnico del Laboratorio Lincoln del MIT. «Queríamos desarrollar una prueba diagnóstica rápida que pudiera diferenciar entre distintas enfermedades».
Hamad-Schifferli y Lee Gehrke, profesor Hermann L.F. von Helmholtz del Instituto de Ingeniería y Ciencia Médicas (IMES) del MIT, son los autores sénior de un artículo que describe el nuevo dispositivo en la revista Lab on a Chip. La autora principal del artículo es Chun-Wan Yen, investigadora posdoctoral del IMES; los demás autores son Helena de Puig, estudiante de posgrado; Justina Tam, investigadora posdoctoral del IMES; Jose Gomez-Marquez, instructor del IMES; e Irene Bosch, científica visitante.
Prueba codificada por colores
Actualmente, la única manera de diagnosticar el ébola es enviar muestras de sangre de los pacientes a un laboratorio que pueda realizar técnicas avanzadas, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que detecta material genético del virus del ébola. Es muy precisa, pero requiere mucho tiempo, y algunas zonas de África donde el ébola y otras fiebres son endémicos tienen acceso limitado a este tipo de tecnología.
El nuevo dispositivo se basa en la tecnología de flujo lateral, que se utiliza en las pruebas de embarazo y que recientemente se ha aprovechado para diagnosticar la faringitis estreptocócica y otras infecciones bacterianas. Sin embargo, hasta ahora nadie había aplicado un enfoque multiplexado, con nanopartículas multicolores, para detectar simultáneamente varios patógenos.
«Para muchos virus de fiebre hemorrágica, como los del Nilo Occidental, el dengue y el ébola, y para muchos otros presentes en países en desarrollo, como los causantes de la fiebre hemorrágica argentina y las enfermedades por hantavirus, simplemente no existen pruebas diagnósticas rápidas», afirma Gehrke, quien comenzó a trabajar con Hamad-Schifferli hace cuatro años para desarrollar el nuevo dispositivo.
A diferencia de la mayoría de los diagnósticos de papel existentes, que detectan una sola enfermedad, las nuevas tiras del MIT están codificadas por colores para distinguir entre varias enfermedades. Para lograrlo, los investigadores utilizaron nanopartículas triangulares de plata que pueden adquirir distintos colores según su tamaño.
Los investigadores crearon nanopartículas rojas, naranjas y verdes, y las unieron a anticuerpos que reconocen el ébola, el dengue y la fiebre amarilla. A medida que el suero sanguíneo de un paciente fluye por la tira, quedan atrapadas las proteínas virales que coinciden con los anticuerpos adheridos a las bandas, y las nanopartículas se hacen visibles. Esto puede observarse a simple vista; en el caso de las personas daltónicas, se podría utilizar la cámara de un teléfono móvil para distinguir los colores.
«Cuando hacemos pasar una muestra de un paciente por la tira, si se ve una banda naranja, se sabe que tiene fiebre amarilla; si aparece una banda roja, se sabe que tiene ébola; y si aparece verde, sabemos que tiene dengue», afirma Hamad-Schifferli.
Este proceso tarda unos 10 minutos y permite que el personal sanitario realice rápidamente el triaje y determine si los pacientes deben ser aislados, lo que ayuda a evitar que la enfermedad siga propagándose.
Warren Chan, profesor asociado del Instituto de Biomateriales e Ingeniería Biomédica de la Universidad de Toronto, afirma que el dispositivo le impresiona porque no solo permite un diagnóstico más rápido, sino que también requiere muestras de sangre más pequeñas, ya que una sola tira de prueba puede detectar varias enfermedades. «Es un avance respecto a lo que hacen los demás», afirma Chan, quien no participó en la investigación. «Se centran en enfermedades realmente pertinentes para lo que está ocurriendo en el mundo en este momento y han demostrado que pueden detectarlas simultáneamente».
Triaje más rápido
Los investigadores conciben su nuevo dispositivo como un complemento de las tecnologías diagnósticas existentes, como la PCR.
«Si se está en una situación sobre el terreno sin electricidad ni tecnologías especiales y se quiere saber si un paciente tiene ébola, esta prueba puede indicar muy rápidamente que quizá no convenga ponerlo en una sala de espera con otras personas que podrían no estar infectadas», afirma Gehrke, quien también es profesor de microbiología e inmunología en la Facultad de Medicina de Harvard. «Ese triaje inicial puede ser muy importante desde el punto de vista de la salud pública, y más adelante se podría hacer una prueba de seguimiento con PCR o algo similar para confirmarlo».
Los investigadores esperan obtener la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para empezar a utilizar el dispositivo en zonas donde el brote de ébola aún continúa. Para ello, ahora están probando el dispositivo en el laboratorio con proteínas virales obtenidas mediante ingeniería, así como con muestras de suero de animales infectados.
Este tipo de dispositivo también podría adaptarse para detectar otras fiebres hemorrágicas víricas u otras enfermedades infecciosas, mediante la unión de las nanopartículas de plata a distintos anticuerpos.
«Afortunadamente, el brote de ébola está remitiendo, lo cual es bueno», afirma Gehrke. «Pero estamos pensando en lo que vendrá después. Sin duda habrá otros brotes víricos. Podría tratarse del virus de Sudán u otra fiebre hemorrágica. Lo que intentamos hacer es desarrollar los anticuerpos necesarios para estar preparados para el próximo brote».
La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas.
Este artículo se publica en colaboración con MIT News. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autora: Anne Trafton es colaboradora de MIT News.
Imagen: Personal sanitario se pone equipo de protección antes de entrar en una zona de cuarentena de un centro de la Cruz Roja en la localidad de Koidu, distrito de Kono, en el este de Sierra Leona, el 19 de diciembre de 2014.
