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Un método rápido y confiable para detectar la infección por COVID-19 sería un paso importante para romper el dominio del virus sobre las comunidades. Recientemente, investigadores japoneses han creado una plataforma revolucionaria que combina inteligencia artificial y tecnología de nanoporos para proporcionar una respuesta viable.
El artículo titulado “Pruebas rápidas de alta precisión de variantes omicron del SARS-CoV-2 en muestras clínicas utilizando AI-Nanopore” se publicó recientemente en Laboratorio en un chip.
Un nanoporo es un pequeño agujero en un sustrato delgado, generalmente una oblea de silicio. El diámetro puede variar desde unos pocos nanómetros hasta varios cientos de nanómetros, una escala lo suficientemente pequeña como para funcionar con el virus que causa el COVID-19, el SARS-CoV-2.
En nuestra tecnología, estudiamos los cambios en la corriente eléctrica a medida que diferentes materiales pasan a través de pequeños nanoporos. Utilizando la inteligencia artificial, podemos comprender la estructura, el volumen y la carga superficial de diversos materiales, incluidos los virus.
Kaoru Murakami, directora de estudios, Universidad de Osaka
El SARS-CoV-2, como muchos otros virus de ARN, muta y cambia constantemente las características del virus, incluidas las tasas de infección y los síntomas. La versión Omicron del virus se encontró por primera vez en noviembre de 2021 y es conocida por su capacidad de propagarse rápidamente. Uno de los problemas más difíciles en las pruebas de COVID-19 ha sido determinar la presencia o ausencia de variantes recientemente mutadas en una muestra.
Por lo tanto, los investigadores primero quisieron demostrar que su plataforma puede distinguir entre seis genotipos diferentes de SARS-CoV-2. A continuación, probaron si su plataforma podía identificar cepas de SARS-CoV-2 en 241 muestras de saliva de 132 personas infectadas con SARS-CoV-2 y 109 personas no infectadas.
La tecnología pudo no solo identificar variantes del SARS-CoV-2, sino también detectar al 100% la presencia de la versión Omicron.
Los investigadores creen que su plataforma impulsada por IA detecta cambios en las proteínas de pico (también llamadas proteínas S) que cubren la superficie de los coronavirus. Estas proteínas, que mutan rápidamente, se unen a los receptores de la célula huésped y desempeñan un papel importante en la infiltración de la célula huésped.
Hasta hace poco, el estándar de oro para identificar el SARS-CoV-2 era una técnica llamada RT-PCR (reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa).
Al igual que la RT-PCR, nuestra plataforma de nanoporos de IA puede detectar coronavirus con alta sensibilidad y especificidad. Sin embargo, una ventaja importante de nuestro sistema de nanoporos es que es mucho más rentable y tiene el potencial de medir una mayor cantidad de muestras en un período de tiempo determinado.
Masaaki Murakami, autor principal del estudio, Universidad de Osaka
Los beneficios de esta tecnología no se limitan al SARS-CoV-2; Dado que otros virus de ARN tienen altas tasas de mutación, esta plataforma podría usarse para identificar virus como el de la influenza. La nueva tecnología podría modificarse rápidamente para comprobar si surge la próxima enfermedad infecciosa.
Referencia de la revista:
Murakami, K., et al. (2023) Prueba rápida de alta precisión de variantes omicron del SARS-CoV-2 en muestras clínicas con AI-Nanopore. Laboratorio en un chip. doi:10.1039/D3LC00572K
Fuente: https://www.osaka-u.ac.jp/en
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