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Nanobiosensores para detectar el SARS-CoV-2

19/07/2021
Por: Carlos Olimpo Restrepo S. - Periodista

El grupo tándem Max Planck en Nanobioingeniería de la Universidad de Antioquia trabaja en varios frentes y, en pocos años, ha logrado destacarse por sus aportes en detección y diagnóstico de algunas enfermedades, incluidas las causadas por virus. Ahora se concentra también en un método para detectar, con mayor facilidad, el patógeno que causa la covid-19.

Laboratorio del grupo tándem Max Planck de Nanobioingeniería de la Universidad de Antioquia. Foto Juan Diego Restrepo.

Es una realidad que todavía no conocemos completamente al virus SARS-Cov-2, el causante de la covid-19. Por eso, que desde el Grupo Tándem Max Planck en Nanobioingeniería —GTMP-N— de la UdeA dediquen un gran esfuerzo para su detección es un gran aporte para ayudar a la humanidad en su lucha contra esta enfermedad.

Gracias a las campañas de prevención divulgadas en todo el mundo, algunas de las partículas de este virus se han hecho bastante conocidas. Sin embargo, en la vida real de los laboratorios diferenciar el SARS-CoV-2 de otros patógenos no es tarea fácil, por tratarse de elementos que sólo son observables con los más poderosos microscopios.

Por esto la experiencia del grupo Nanobioingeniería, que lleva cinco años estudiando, investigando y desarrollando elementos en escalas tan pequeñas que son casi inimaginables, llevó a que sus integrantes propusieran, en la convocatoria del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación llamada Mincienciatón, en 2020, diseñar un dispositivo para la detección del SARS-CoV-2.

Jahir Orozco Holguín, director del Grupo Tándem Max Planck en Nanobioingeniería, recordó que se trató de un proyecto relámpago: «Tuvimos que plantear la propuesta en 72 horas y, para su ejecución, empleamos nueve meses. En esta convocatoria inicial solo nuestro grupo, entre los de la UdeA, consiguió financiación, fue de los 25 grupos y proyectos pioneros que lo lograron en el país».

Para obtener un buen resultado en tan poco tiempo, el equipo aprovechó la experiencia de proyectos anteriores. «En el área de desarrollo de sensores para la detección de enfermedades, el primer proyecto fue un sensor para el virus del zika. Con nanotecnología y electroquímica, que es nuestro sistema de detección, pudimos detectar el material genético del virus y distinguirlo de otros virus homólogos, como el del dengue y el chikunguña», dijo Orozco Holguín.

Según explicó el investigador, este dispositivo para el zika no necesita amplificación por PCR, es decir, una multiplicación del material genético para detectar un patógeno. «Nuestro dispositivo hace una detección directa, electroquímica, lo cual significa que es más barato y versátil, más fácil de usar, se puede acercar al paciente y también a los puntos de atención».

En este caso se trabajó en conjunto con el Programa de Estudio y Control de Enfermedades Tropicales —Pecet— de la UdeA.

Luego, con el grupo de Gastrohepatología, se trabajó en el desarrollo de otro dispositivo para detectar el virus del genotipo 3 de la hepatitis E, en aguas residuales, para poderlo distinguir de otros serotipos y de otros virus.

El nuevo detector

«Toda la experiencia ganada en la detección de estos virus, de su material genético, la pusimos al servicio de un nuevo dispositivo que detecta el SARS-CoV-2. En este proyecto también diseñamos nanosensores específicos para la detección del virus», indicó el líder del grupo tándem Max Planck en Nanobioingeniería. 

«Para ello tuvimos tres estrategias: primero, detectar el RNA del virus, que fuera específico para el coronavirus actual y no detectara otros virus, como el SARS-CoV-1 —primer brote en 2003— o el MERS —detectado por primera vez en 2012—. También, que detectara la proteína S, que está expresada en las partículas virales, y, por último, que detectara las partículas virales», explicó el científico. 

Para materializar este proyecto «nos unimos con el Pecet, el grupo de Gastrohepatología y una empresa, Allergitec, que nos ayudó a extraer y purificar la proteína S. También contamos con dos asesores externos muy importantes, uno de la Universidad Cornell, en Estados Unidos, y otro del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología», agregó Orozco Holguín.

La diferencia de este método es que no se requiere PCR para detectar el virus, que es la prueba estándar para hacer diagnóstico molecular y que es la más confiable para el diagnóstico de la covid-19, para la cual se requiere un equipo especializado, costoso, que se debe utilizar en laboratorio, con personal especializado.

«Con nuestro método se utilizan las estrategias de nanotecnología para generar los elementos de detección del virus. Y para ello se utiliza un equipo portátil, liviano, fácil de usar para cualquier persona, no necesariamente en un ambiente de laboratorio», aseguró Jahir Orozco Holguín.

Para que el dispositivo sea comercial y de uso masivo, los investigadores están probando antes su desempeño en muestras de pacientes infectados con el virus comparado con muestras de individuos sanos.

Evaluación destacada

Entre febrero y marzo de 2021 se hizo la evaluación de los líderes de los tres grupos tándem Max Planck de la Alma Máter —Nanobioingeniería, Biofísica de las enfermedades tropicales y Biología reproductiva del mosquito—, por parte de investigadores de la Sociedad Max Planck de Alemania y del sistema colombiano —UdeA y Universidad Nacional de Colombia—, cuya principal recomendación fue darles continuidad.

Y entre los hallazgos sobre lo realizado en estos años se resalta que «las evaluaciones de los tres líderes son destacadas» y que «los resultados obtenidos por los tres grupos son excelentes en términos de productividad académica, movilidad de recursos y relacionamiento internacional».

Al respecto, Orozco Holguín informó que el grupo de Nanobioingeniería «es autosostenible, ha conseguido —desde que se creó en 2016— siete proyectos de investigación con Minciencias, y hoy tenemos un presupuesto que dobla el que se invirtió al comienzo; ya tenemos 16 personas en el grupo, el objetivo inicial era financiar el proceso de formación de tres estudiantes de doctorado y nosotros ahora tenemos nueve».

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