Sensores de papel de origami podrían ayudar a la detección precoz de enfermedades infecciosas en una nueva prueba sencilla y de bajo coste
Investigadores de la Universidad de Cranfield han desarrollado un nuevo e innovador método de identificación de biomarcadores en aguas residuales mediante sensores de papel origami, que permite rastrear enfermedades infecciosas utilizando la cámara de un teléfono móvil. El nuevo dispositivo de análisis es barato y rápido y podría cambiar radicalmente la forma de dirigir las medidas de salud pública en cualquier pandemia futura.
Los materiales utilizados en el nuevo método de identificación de biomarcadores del profesor Zhugen Yang sobre una superficie de trabajo de laboratorio. (Universidad de Cranfield vía SWNS)
Las aguas residuales, clave en el seguimiento de las infecciones
El análisis de las aguas residuales es una de las principales formas de evaluar la prevalencia de las enfermedades infecciosas en las poblaciones. Los investigadores toman muestras de varias depuradoras de todo el país y utilizan los resultados para saber qué zonas presentan actualmente las tasas de infección más elevadas. El método se utilizó en la pandemia COVID-19 para rastrear las tasas de infección de la comunidad y dirigir las medidas de salud pública.
Zhugen Yang, catedrático de Biosensores y Salud Medioambiental de la Universidad de Cranfield, dirigió el desarrollo de los sensores centinela. Se basa en la investigación que llevó a cabo en 2020 para desarrollar una prueba de detección del SARS-CoV-2 (conocido comúnmente como COVID-19), la gripe A y la gripe B en aguas residuales mediante una plataforma basada en papel y una linterna UV o la cámara de un teléfono móvil.
Hasta ahora, las formas más precisas de analizar muestras de aguas residuales eran métodos como la prueba de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que debe realizarse en laboratorios centralizados por personal bien formado. Esto significa que las muestras se recogen, almacenan y transportan en cadena de frío hasta el laboratorio antes de ser procesadas, lo que puede llevar varios días y es comparativamente caro.
La prueba del papel plegado «origami» se lee con el móvil
El nuevo método es rápido, fácil de usar y portátil. Las muestras de aguas residuales se colocan en una hoja de papel impresa con cera que se dobla en forma de «origami». El papel contiene sustancias químicas que reaccionan a determinados marcadores de enfermedades, provocando la aparición de un color fluorescente. Con la cámara de un teléfono móvil se pueden leer los resultados y recopilar datos rápidamente.
El profesor Yang desarrolló el nuevo método en el marco del programa nacional COVID-19 de vigilancia de las aguas residuales. En 2021, en el punto álgido de la pandemia, realizó pruebas sobre el terreno utilizando la prueba en cuatro hoteles de cuarentena alrededor del aeropuerto de Heathrow. El proceso completo de muestra a respuesta duró menos de 90 minutos, frente a las cuatro horas de una prueba PCR, y las pruebas se realizaron en el sótano de uno de los hoteles con un equipo mínimo. Los resultados mostraron que este nuevo dispositivo ofrece resultados al menos tan precisos como la prueba PCR, pero a un coste mucho menor, y puede proporcionar una alerta temprana de enfermedades en la comunidad. El dispositivo es especialmente útil en zonas con recursos limitados por su facilidad de uso, su bajo coste y la rapidez de los resultados.
El profesor Yang comentó: «Durante COVID-19 demostramos que el análisis rápido de las aguas residuales de la comunidad es una forma realmente eficaz de rastrear enfermedades infecciosas y ayudar a gestionar la salud pública. La sencilla prueba que hemos desarrollado sólo cuesta 1 euro y utiliza la función de cámara habitual en los teléfonos móviles, lo que la hace fácilmente accesible. Podría cambiar las reglas del juego a la hora de predecir las tasas de morbilidad y mejorar la salud pública ante futuras pandemias».
El dispositivo ha sido presentado en el Museo de la Ciencia de Londres en reconocimiento a su contribución al Programa Nacional de Vigilancia de las Aguas Residuales durante la pandemia de COVID-19.
El desarrollo ulterior de la prueba cuenta con el patrocinio del Leverhulme Trust Research Leadership Scheme y una subvención del Biotechnology and Biological Sciences Research Council. En el futuro, podría utilizarse para rastrear nuevas variantes y ayudar a determinar si la variante sigue propagándose en la comunidad, así como para vigilar la resistencia a los antimicrobianos desde una perspectiva sanitaria.
REFERENCIA
Crédito imágenes: Science Museum Group Copyright: Patronato del Museo de la Ciencia
