Incluso después de más de 2 años de pandemia por el COVID-19, la investigación sobre pruebas rápidas, económicas y precisas sigue siendo esencial para controlar y contener la propagación del SARS-CoV-2 ante la reaparición de futuras oleadas globales o brotes regionales.
La evaluación de las respuestas serológicas para el virus puede ser beneficiosa para fines de vigilancia a nivel de población, apoyando el desarrollo de nuevas vacunas y evaluando la eficacia de diferentes programas de inmunización.
Científicos brasileños han contribuido a los esfuerzos en este campo mediante el desarrollo de un inmunosensor electroquímico que detecta anticuerpos contra el virus. La innovación se describe en un artículo publicado en la revista ACS Biomaterials Science and Engineering.
En busca de un método de diagnóstico novedoso, el grupo optó por un material de uso frecuente en metalurgia, el óxido de zinc, y lo combinó por primera vez con vidrio de óxido de estaño dopado con flúor (FTO), un material conductor utilizado en electrodos para fotovoltaica y otros. aplicaciones avanzadas.
“Con esta combinación inusual y la adición de una biomolécula, la proteína del pico viral, desarrollamos una superficie capaz de detectar anticuerpos contra el SARS-CoV-2. El resultado se muestra como una señal electroquímica captada por esta superficie”, dijo el químico Wendel Alves, autor principal del artículo. Alves es profesor del Centro de Ciencias Naturales y Humanas de la Universidad Federal del ABC (UFABC) del estado de São Paulo.
El electrodo fabricado por los investigadores detectó anticuerpos contra la COVID-19 en el suero en unos cinco minutos con una sensibilidad del 88,7% y una especificidad del 100%, superando incluso a la prueba de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), la herramienta de diagnóstico clínico estándar de oro actual.
Una nueva página en la detección
Según Alves, que dirige el Laboratorio de Electroquímica y Materiales Nanoestructurados de la UFABC, el conocimiento previo de propiedades químicas como el punto isoeléctrico de la proteína espiga (S) del virus permitió al grupo desarrollar una plataforma para que S se una electrostáticamente a las nanovarillas de óxido de zinc.
Esta sustancia se usa cada vez más para fabricar biosensores debido a su versatilidad y propiedades químicas, ópticas y eléctricas únicas. El inmunosensor es fácil de fabricar y usar, y su costo de producción es relativamente bajo.
“El grupo logró desarrollar el dispositivo gracias a su gran conocimiento de los materiales novedosos y la síntesis de nanovarillas de óxido de zinc”, informó Alves.
Los nanorods (una forma en tamaño a nanoescala) forman una película en la superficie conductora del flúor, creando un microambiente molecular favorable para la inmovilización de la proteína S y haciendo que la construcción sea una forma sencilla de detectar estos anticuerpos.
Para su tarea los especialistas analizaron un total de 107 muestras de suero sanguíneo. Fueron divididos en cuatro grupos: prepandemia (15), convalecientes de COVID-19 (47), vacunados sin resultado positivo previo a la enfermedad (25) y vacunados tras resultado positivo (20). La vacuna consistía en dos dosis de CoronaVac administradas con cuatro semanas de diferencia. CoronaVac es producido por la empresa china SinoVac en asociación con el Instituto Butantan (estado de São Paulo).
Los autores del artículo señalaron que el dispositivo detecta anticuerpos producidos en respuesta tanto a la infección por el virus y vacunación, y muestra un excelente potencial como herramienta para el seguimiento de la seroconversión y la seroprevalencia.
“Detectar la respuesta a la vacunación es importante para ayudar a las autoridades de salud pública a evaluar la eficacia de las diferentes vacunas y de las campañas o programas de inmunización”, subrayaron en su documento.
Una de las ventajas del electrodo que desarrollaron es su arquitectura flexible, lo que significa que se puede personalizar fácilmente para otras aplicaciones biomédicas y de diagnóstico utilizando diferentes biomoléculas en los nanorods de óxido de zinc y otros objetivos.
“La tecnología es una plataforma de biodetección versátil. Tal como lo desarrollamos, puede modificarse y personalizarse para la detección serológica de otras enfermedades de interés para la salud pública”, concluyó Alves.
El hallazgo contó, además, con el aporte de Freddy A. Núñez, Ana CH Castro, Vivian L. de Oliveira, Ariane C Lima, Jamille R. Oliveira, Giuliana X. de Medeiros, Greyce L. Sasahara, Keyy S. Santos y Alejandro JC Lanfredi.
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