Enzimas modificadas para un diagnóstico vírico en minutos
«En RVDR se abordó una de las principales limitaciones de las pruebas moleculares al eliminar la necesidad de extraer ácidos nucleicos, lo que acelera de forma notable la detección vírica».
Zsolt Lőrincz, coordinador del proyecto RVDR y director general de TargetEx Biosciences
La pandemia de COVID-19 puso de manifiesto que los sistemas sanitarios modernos no pueden aumentar con suficiente rapidez la disponibilidad de pruebas moleculares en situaciones de emergencia. Una de las principales limitaciones es que las pruebas moleculares dependen de la extracción de ácidos nucleicos, un procedimiento laborioso que retrasa las pruebas y requiere infraestructura especializada. Este cuello de botella es más problemático en entornos con recursos limitados, donde no siempre se dispone de una logística de cadena de frío ni de personal capacitado. La mayoría de los diagnósticos víricos se basan en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR)(se abrirá en una nueva ventana), que permite detectar ARN o ADN de virus tras la extracción y amplificación del material genético de muestras de pacientes. La PCR tiene una gran sensibilidad, pero el flujo de trabajo que requiere es lento, lo que puede dificultar la toma de decisiones clínicas oportunas y el control de los brotes. La detección vírica rápida y precisa es fundamental para prevenir la transmisión, posibilitar tratamientos oportunos y fundamentar las respuestas sanitarias durante los brotes.
Flujo de trabajo diagnóstico más rápido
Financiado con fondos europeos a través de Horizonte Europa(se abrirá en una nueva ventana), NKFIH(se abrirá en una nueva ventana) y Innovate UK (UKRI)(se abrirá en una nueva ventana), el proyecto RVDR identificó ese vacío y se propuso desarrollar una nueva generación de tecnologías de diagnóstico sin extracción que permitieran un acceso generalizado a las pruebas moleculares rápidas. En las pruebas convencionales, la fase de extracción lleva entre treinta y sesenta minutos y requiere máquinas especializadas, personal capacitado y una logística de cadena de frío. El método RVDR permite que las muestras sin procesar pasen directamente a la fase de amplificación, lo que acorta el tiempo de procesamiento a entre quince y treinta minutos y reduce la necesidad de manipulación. «En RVDR se abordó una de las principales limitaciones de las pruebas moleculares al eliminar la necesidad de extraer ácidos nucleicos, lo que acelera de forma notable la detección vírica», explica Zsolt Lőrincz, coordinador del proyecto.
Mejora de los reactivos de ensayo
Los componentes inhibidores presentes en la saliva constituyeron un reto central en la estrategia de innovación del proyecto. El equipo desarrolló enzimas modificadas y optimizadas para conservar su actividad en concentraciones de sales e inhibidores compatibles con condiciones fisiológicas. Un avance destacado fue BeaSTEx, una polimerasa Bst(se abrirá en una nueva ventana) empleada en la amplificación de ADN. BeaSTEx presenta mayor eficiencia catalítica y cinética de amplificación que la enzima nativa, por lo que constituye una herramienta idónea para pruebas de respuesta rápida. El cribado automatizado de alto rendimiento permitió evaluar miles de formulaciones candidatas. Este proceso permitió identificar estabilizadores y potenciadores cinéticos capaces de acelerar el rendimiento enzimático sin comprometer la especificidad. Además, el equipo desarrolló formatos de reactivos desecados por aire, estables a temperatura ambiente, que pueden rehidratarse de forma inmediata antes de su uso. Todos estos avances permitieron al consorcio RVDR producir pruebas ultrarrápidas con capacidad de detección fiable en matrices complejas, por ejemplo, saliva no tratada. El resultado establece un nuevo punto de referencia para la velocidad en el ámbito del diagnóstico molecular.
Integración en los flujos de trabajo existentes y próximos pasos
Las formulaciones RVDR se diseñaron para integrarse de manera directa con dispositivos de diagnóstico existentes, concretamente en sistemas portátiles y en el centro de atención. La estabilidad de estos reactivos elimina muchas de las barreras operativas que limitan los ensayos actuales en entornos de campo. «Nuestro método también se podría usar más allá del diagnóstico vírico», destaca Lőrincz. Las mismas características bioquímicas permiten la detección de bacterias patógenas, la evaluación de la seguridad alimentaria y la vigilancia ambiental. Esta versatilidad establece un nuevo referente para el diagnóstico descentralizado y refuerza su potencial impacto en múltiples sectores, ofreciendo una herramienta de alto valor para la preparación ante futuros brotes. La siguiente fase consistirá en aumentar la producción con arreglo a las normas de calidad ISO9001 e ISO13485, completar los estudios de estabilidad y transferir las formulaciones a plataformas comerciales de diagnóstico. El equipo también se propone establecer asociaciones para favorecer el uso de su innovación en entornos remotos y con recursos limitados. El consorcio formado por TargetEx Biosciences y PCR Biosystems UK fue cofinanciado por el programa Horizonte Europa, la Oficina Nacional de Investigación, Desarrollo e Innovación (NKFIH) de Hungría e Innovate UK del Reino Unido.