En la reunión de la American Chemical Society (ACS) que se celebra en San Diego, un equipo de investigadores presenta hoy, 27 de agosto, un dispositivo sensible que, desde el móvil, es capaz de detectar partículas de norovirus en el agua. Este virus altamente infeccioso es popular por sus brotes en cruceros, pero también se presenta en brotes de agua y alimentos en los sistemas municipales de agua, escuelas y restaurantes.
El investigador Jeong-Yeol Yoon, de la Universidad de Arizona y director del equipo de científicos que desarrolló este ingenio, asegura que «solo una cantidad muy pequeña de partículas de norovirus puede causar infección en humanos, por lo que necesitábamos un método de detección realmente sensible. Además, no es posible cultivar norovirus en laboratorio y los anticuerpos disponibles contra este patógeno no son muy potentes».
Como resultado, la detección de cantidades muy pequeñas de norovirus en muestras de agua o alimentos generalmente implica un método basado en la PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa), que necesita varias horas de trabajo por personal capacitado.
A propósito de esta técnica, recordar que su inventor, Kary Mullis, que falleció este verano, recibió el premio Nobel de Química.
Convertir el móvil en un microscopio de fluorescencia para detectar norovirus
En trabajos anteriores, Yoon desarrolló un dispositivo basado en un teléfono inteligente que podía detectar niveles bajos de norovirus midiendo la luz dispersada de las cuentas de poliestireno unidas en un chip microfluídico de papel.
«Aunque nuestro límite de detección era realmente bajo, el problema era que el norovirus puede ser infeccioso en concentraciones aún más bajas. Cuando hablamos sobre este trabajo en las conferencias científicas, los comentarios que recibimos fueron casi unánimes: necesitamos un método aún más fácil que pueda detectar concentraciones mucho más bajas de virus», explica el investigador.
Ahora, el equipo de Yoon acaba de desarrollar un nuevo enfoque que utiliza fluorescencia, en lugar de dispersión de luz, para detectar el norovirus. Así, convierten un teléfono inteligente ordinario en un microscopio de fluorescencia al conectar un accesorio de microscopio de luz disponible comercialmente, una fuente de luz separada y dos filtros de paso de banda.
A un canal de su chip microfluídico de papel, agregan una muestra de agua que contiene norovirus. Luego, los investigadores incorporan una suspensión de cuentas fluorescentes con anticuerpos contra el norovirus unidos a ellas. La acción capilar del papel hace que los dos líquidos fluyan y se mezclen.
Suficientes partículas de norovirus por muestra
Cada partícula de norovirus individual se une a múltiples cuentas fluorescentes a través de sus anticuerpos unidos, haciendo que se agreguen y produzcan un tamaño mucho más grande de imagen fluorescente.
Los científicos dirigidos por Yoon tomaron imágenes del chip con su microscopio de fluorescencia basado en un móvil y con una aplicación calcularon las concentraciones de norovirus a partir del recuento de píxeles de las imágenes.
«El límite de detección más bajo correspondía a aproximadamente 5 ó 6 partículas de norovirus por muestra, por lo que está muy cerca del nivel de un solo virus», señala Yoon.
Como solo 10 partículas del virus pueden originar enfermedades en humanos, este ingenioso método es lo suficientemente sensible para aplicaciones prácticas.
Recientemente, Yoon y sus colegas hicieron el sistema más compacto y portátil al encerrar el microscopio fluorescente, la fuente de luz y los filtros ópticos en un estuche impreso en 3D. También desarrollaron una aplicación de computación en la nube para analizar las imágenes grandes y enviar los resultados al teléfono inteligente.
Además, encontraron una manera de concentrar las muestras dentro del chip de papel para poder analizar volúmenes de muestra mucho más grandes.
El cloro del agua afecta al ensayo
El dispositivo podría detectar cantidades minúsculas de norovirus tanto en agua purificada como en aguas residuales recuperadas que estén muy sucias. El agua del grifo, por otro lado, era propensa a errores.
«Creemos que el cloro en el agua del grifo afecta al ensayo”, subraya Yoon. Aunque este científico imagina que el personal de los sistemas municipales de agua podría usar el dispositivo y la aplicación para verificar si hay norovirus en el suministro de agua. Para probar el uso del ensayo en el campo, el equipo colabora con Kelly Reynolds, Ph.D., en la misma institución, así como con Tucson Water.
Ahora, Yoon y sus colegas trabajan en el uso de su dispositivo basado en un teléfono móvil inteligente para diagnosticar infecciones por norovirus en pacientes en una etapa más temprana de lo que era posible hasta estos momentos.
Para conseguir este objetivo necesitan, entre otras cosas, analizar muestras fecales. «Cuando el norovirus alcanza niveles detectables por otros métodos, la persona ya está gravemente enferma», destaca Yoon.
La detección temprana también podría ayudar a frenar la propagación de la enfermedad en situaciones aisladas y abarrotadas, como los cruceros, donde distinguir entre un malestar estomacal común y una infección por norovirus podría guiar los esfuerzos de cuarentena o acelerar el traslado de un pasajero a puerto para recibir tratamiento.
