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En busca de un nuevo método de diagnóstico, el grupo de investigadores utilizó un material usualmente conocido en el área de la metalurgia, el óxido de zinc, combinado en forma inédita con FTO, un vidrio conductor de electrones. “Mediante esta combinación inusitada y añadiéndole una biomolécula, la proteína viral spike o proteína de la espícula, fue posible desarrollar una superficie con capacidad para detectar anticuerpos contra el virus SARS-CoV-2. La lectura del resultado se concreta mediante la captación de una señal electroquímica en la superficie diseñada”, explica el químico Wendel Alves, docente del Centro de Ciencias Naturales y Humanas de la Universidad Federal del ABC (UFABC), en el estado de São Paulo, y autor principal del artículo.

El electrodo desarrollado detectó anticuerpos contra el nuevo coronavirus en muestras de suero en alrededor de cinco minutos, con un índice de sensibilidad del 88,7 % y una especificidad del 100 %. Estos resultados revelaron una cantidad de aciertos incluso mayores que los de test convencional ELISA (ensayo por inmunoabsorción enzimática), el patrón oro en la actualidad.

Este trabajo contó con el apoyo de la FAPESP a través del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Bioanalítica (INCTBio) y mediante un Proyecto Temático. Alves, quien lleva adelante investigaciones en el Laboratorio de Electroquímica y Materiales Nanoestructurados (LEMN) de la UFABC, comenta que el conocimiento de las propiedades químicas, como en el caso del punto isoeléctrico de la proteína de la espícula del SARS-CoV-2, permitió desarrollar una plataforma en la cual la misma quedase retenida mediante la conexión electrostática con los nanobastones de óxido de zinc. A propósito, este compuesto ha venido siendo cada vez más utilizado en la producción de biosensores debido a su versatilidad y a sus propiedades químicas, ópticas y eléctricas diferenciadas.

De fácil producción y utilización, este inmunosensor posee también un costo de fabricación relativamente bajo. “Esto fue posible merced a la aplicación del fuerte conocimiento del grupo de investigación referente a nuevos materiales y a su habilidad para sintetizar nanobastones de óxido de zinc, los llamados nanorods, modificando la superficie de un vidrio conductor, el FTO”, detalla Alves. Este proceso permitió crear un microambiente molecular favorable para la inmovilización de la proteína viral de la espícula sobre la superficie electroconductora, transformando esta construcción en un dispositivo sencillo para la detección de anticuerpos contra el SARS-CoV-2.
El grupo pretende adaptar esta plataforma para volverla portátil, permitiendo así la conexión de dispositivos móviles con el objetivo de facilitar la detección de anticuerpos contra el COVID-19 y otras enfermedades infecciosas.

Análisis y usos futuros

Para los test se analizaron 107 muestras, que quedaron divididas en cuatro grupos: anteriores a la pandemia (15), de convalecientes de COVID-19 (47), de vacunados sin resultado positivo anterior para la enfermedad (25), y de vacunados con resultado positivo anterior (20). A los vacunados se les habían aplicado dos dosis de CoronaVac (el inmunógeno desarrollado por la empresa china SinoVac en asociación con el Instituto Butantan del estado de São Paulo) con cuatro semanas de intervalo entre ellas.

Uno de los puntos que los investigadores pusieron de relieve es el que indica que los anticuerpos que se detectan en la plataforma que desarrollaron pueden ser tanto de la infección provocada por el coronavirus como de la respuesta inmunológica inducida por una vacuna. Esta segunda aplicación es bastante importante como para auxiliar en las acciones sanitarias, con la mira puesta en el monitoreo de la eficacia de los distintos programas y las correspondientes campañas de vacunación.

El trabajo aludido aquí lleva las firmas de investigadores de la UFABC y del Instituto del Corazón (InCor) de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (FM-USP), que consignan la importancia de este monitoreo de las tasas de seroconversión y seroprevalencia de la inmunidad generada después de vacunación. El dispositivo se encuentra actualmente validado para la detección de la inmunidad inducida por la vacuna CoronaVac, pero el grupo pretende expandir la misma para testear también la respuesta de los inmunógenos de otros fabricantes, tales como Pfizer y AstraZeneca.

Una de las ventajas del electrodo desarrollado reside en su arquitectura flexible, con potencial para otras aplicaciones biomédicas y de diagnóstico, con base en adaptaciones y personalizaciones. “La tecnología generada constituye una plataforma de biodetección versátil. Al dominar esta tecnología, es posible modificarla y personalizarla para la detección serológica de otras enfermedades de interés para la salud pública”, señala Alves.