El nuevo sensor de virus bioluminiscente es 515 veces más eficiente que las técnicas anteriores

Los animales que generan su propia luz a través de reacciones químicas internas son una de las maravillas de la naturaleza, y los científicos llevan mucho tiempo tratando de replicar este fenómeno para aplicaciones humanas.

Ahora, investigadores del Mass General Brigham han dado un gran salto adelante al modificar la química que hay detrás del brillo, creando una herramienta de diagnóstico por bioluminiscencia que es 515 veces más brillante y dura ocho veces más que las versiones existentes. Es impresionante que conserve el 96 % de su brillo después de una hora, superando las principales limitaciones de las tecnologías actuales.

Cómo utiliza LUCAS el brillo de la naturaleza para detectar virus

Denominada Luminescence CAscade-based Sensor (LUCAS), esta herramienta aprovecha la química bioluminiscente de la naturaleza, utilizando luciferina, una molécula emisora de luz, y la enzima luciferasa. Aunque en intentos anteriores se ha recreado este brillo, ha sido difícil mantenerlo.

LUCAS resuelve este problema añadiendo otra enzima, la beta-galactosidasa, que se une a la luciferina y controla la liberación de su luz. Esto hace que el brillo no solo sea mucho más intenso, sino también más duradero, lo que permite la detección y la iluminación eficientes de partículas víricas difíciles de detectar en una sola reacción.

«Crear diagnósticos precisos es extremadamente difícil, especialmente dado el tamaño minúsculo de los virus y la complejidad de los fluidos biológicos», afirma el autor principal, Hadi Shafiee, del Brigham and Women’s Hospital. «Detectar una partícula de VIH en la sangre es como buscar un cubito de hielo en una piscina olímpica llena de gelatina con los ojos vendados. LUCAS, con su innovadora cascada enzimática, representa un gran avance en la detección de virus en muestras tan difíciles».

LUCAS se muestra prometedor en la detección de múltiples virus en diferentes tipos de muestras

El equipo probó LUCAS en 177 muestras de pacientes y 130 muestras de suero, todas ellas contaminadas con virus como el SARS-CoV-2, el VIH, el VHB y el VHC. Las muestras de COVID-19 procedían de frotis nasales, mientras que otras se obtuvieron a través de sangre. Sorprendentemente, LUCAS identificó los virus en solo 23 minutos con una precisión media superior al 94 %.

Animados por estos resultados, los investigadores planean utilizar LUCAS para detectar patógenos en otros fluidos y explorar su capacidad para identificar múltiples virus a la vez. También señalan que la portabilidad y simplicidad de la herramienta la hacen prometedora para detectar otros marcadores de enfermedades, como los relacionados con el Alzheimer.

«La detección temprana de infecciones y enfermedades es fundamental, ya que puede tener un impacto significativo en el tratamiento y la salud a largo plazo», afirma el primer autor, Sungwan Kim, investigador postdoctoral en el laboratorio de Shafiee. «Al crear herramientas de diagnóstico altamente sensibles, fiables y fáciles de usar, nuestro objetivo es hacer que el diagnóstico precoz sea más accesible y contribuir al avance de la atención personalizada».

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