Investigadores de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) han desarrollado una nueva estrategia para detectar la coronavirus causa de Covid-19. Es una combinación de una enzima que se encuentra en las luciérnagas con un proteína capaz de unirse al nuevo patógeno.
Según el reportero José Tadeu Arantes, de Agência FAPESP, perteneciente a la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de S. Paulo, la enzima utilizada en la investigación pertenece a la clase de las luciferasas, cuya función es catalizar reacciones que transforman la energía química en energía luminosa: fenómeno que se denomina genéricamente bioluminiscencia.
Entre todas las luciferasas conocidas, la producida por la luciérnaga Amydetes vivianii es la que genera la bioluminiscencia más brillante y estable.
Encontrado en el campus de Sorocaba de UFSCar, el insecto lleva el nombre del profesor Vadim Viviani, quien descubrió la especie y clonó el ADN que codifica la luciferasa de la luciérnaga en bacterias. El investigador también investigó la estructura molecular y las funciones de la enzima.
“Tomamos nuestra luciferasa más brillante y la modificamos genéticamente para convertirla en una proteína capaz de unirse a los anticuerpos. Si en la muestra están presentes anticuerpos contra el SARS-CoV-2, se producirá la unión y esto se puede detectar mediante emisión de luz ”, explicó Viviani.
Asimismo, la presencia de proteínas específicas del SARS-CoV-2, que indican infección, puede ser detectada por la molécula bioluminiscente en presencia de anticuerpos específicos.
El estudio se completó en menos de un año, con recursos exclusivos del Proyecto Temático “Bioluminiscencia de artrópodos: diversidad biológica en biomas brasileños; origen bioquímico; evolución estructural / funcional de luciferasas; diferenciación molecular de linternas; aplicaciones biotecnológicas, ambientales y educativas ”, con el apoyo de la FAPESP.
Viviani dice que ya solicitó una patente para el nuevo sistema bioluminiscente en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI) y dice que el estudio es tan reciente que el artículo que lo describe aún se encuentra en fase de redacción.
“Hemos probado con éxito el método para varios anticuerpos, que pueden detectarse mediante técnicas como inmunotransferencias y Western Blot”, dice Viviani.
“En las inmunotransferencias, las muestras de antígeno se inmovilizan en una superficie. Luego se trata con materiales como el suero sanguíneo del paciente. Si el material contiene el anticuerpo, se une al antígeno, formando el complejo antígeno-anticuerpo, que es revelado por un anticuerpo secundario, generalmente marcado con una proteína que genera una señal fluorescente o quimioluminiscente. En nuestro estudio, el anticuerpo secundario marcado es una proteína con alta afinidad por los anticuerpos, ligada a la luciferasa, que genera bioluminiscencia ”, informa Viviani.
Western Blot es un método que le permite separar proteínas en una muestra de tejidos biológicos o extractos. El método separa las proteínas mediante electroforesis, técnica que promueve la migración de iones en un campo eléctrico, permitiendo separarlas según su tamaño y carga.
El trabajo fue desarrollado en el Laboratorio de Bioquímica y Tecnologías Bioluminiscentes de la UFSCar y contó con la colaboración de Paulo Lee Ho, de Instituto Butantan.
El objetivo es aplicar la tecnología de Covid-19 en pruebas rápidas y no invasivas.
Según Viviani, el siguiente paso es saber si la cantidad de anticuerpos presentes en la saliva o el hisopo nasal (hisopo) es suficiente para desencadenar la bioluminiscencia, de modo que el nuevo biosensor pueda usarse en pruebas rápidas y no invasivas para Covid-19.
“Para llevar adelante esta segunda fase de la investigación, ya estamos en conversaciones con el investigador Heidge Fukumasu, de la Universidad de São Paulo (USP). Otra perspectiva será el uso de la nanotecnología para desarrollar inmunoensayos en colaboración con el grupo de investigación de la profesora Iseli Nantes, de la Universidad Federal de ABC [UFABC] ”, dice Viviani.
“Este estudio es un ejemplo de cómo una pequeña especie de luciérnaga puede aportar tantos beneficios a la sociedad. Un ejemplo de cómo la biodiversidad de nuestros bosques y la ciencia, ambas tan severamente amenazadas, pueden, juntas, aportar soluciones innovadoras y agregar valor económico y social a un país en desarrollo como Brasil ”, concluye la investigadora.