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Balizas moleculares para la detección de SARS-CoV-2

Investigadores del Centro de Investigación de Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) del CSIC pertenecientes al grupo de Epigenética del cáncer y nanomedicina del ISPA, en colaboración con el Hospital Universitario Central de Asturias (HUCA), el Instituto Universitario de Oncología de Asturias (IUOPA) y el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Raras (CIBERER) han desarrollado una novedosa técnica para la identificación de ARN de SARS-CoV2 basada en el empleo de balizas moleculares fluorescentes. Esta metodología, recientemente publicada en la revista Analytical Chemistry, ofrece una alternativa a la técnica de PCR y podría extenderse para la detección de otros virus respiratorios humanos.

La principal novedad de este trabajo radica en la combinación de técnicas de amplificación de la señal potenciadas mediante enzimas de restricción junto con técnicas de amplificación isoterma de ácidos nucleicos. “La actividad del enzima de restricción FokI, combinada con el uso de balizas moleculares estructuradas, nos permitió generar una cascada de amplificación de la intensidad fluorescente en el contexto de híbridos ADN:ARN que mejoró la señal de detección -entre 3 a 4 veces- en comparación con técnicas basadas en balizas moleculares convencionales”, explica Juan Ramón Tejedor, investigador del CINN-ISPA y primer firmante del artículo.

Con el fin de mejorar el límite de detección de esta tecnología, los investigadores han combinado el uso de estas balizas con la técnica de amplificación de círculos rodantes, la cual se beneficia de la elevada procesividad y alta capacidad de desplazamiento de hebra de la polimerasa Phi29, y cuyo descubrimiento fue reportado por Luis Blanco y Margarita Salas hace más de 30 años. “El acoplamiento entre la técnica de amplificación de la señal mediada por FokI y la amplificación isoterma de ácidos nucleicos mediada por phi29 fue quizá el paso más tedioso del estudio, pero nos ha permitido aumentar de manera muy significativa el límite de detección de la técnica, hasta ser capaces de detectar la presencia del virus en muestras de pacientes infectados por SARS-CoV-2”, comenta Agustín F. Fernández, investigador del CINN-ISPA involucrado en este estudio.

Las principales ventajas de esta metodología radican en el potencial de multiplexado, que permitiría la identificación simultanea de distintos ácidos nucleicos en la misma muestra, y en la temperatura constante de la reacción (37ºC), que facilitaría su implantación en sistemas Point of Care (POC) o entornos con limitaciones de equipamiento especializado. Estas características convierten a esta técnica en una potencial alternativa a la PCR para la detección de partículas virales. Sin embargo “Hay que tener en cuenta que, pese a que hemos conseguido detectar el virus en muestras humanas con una sensibilidad y especificidad aceptable, la PCR sigue siendo superior en términos de eficiencia, y actualmente estamos trabajando para mejorar el rendimiento de este proceso para poder implantarlo en dispositivos con fines diagnósticos”, remarca Mario F. Fraga, jefe de grupo del laboratorio de Epigenética del Cáncer del CINN-ISPA y autor de correspondencia del artículo.

Esta investigación se ha desarrollado en el contexto de la Plataforma “Salud Global” del CSIC (grupo de trabajo WP7-Diagnóstico) y ha recibido financiación del Instituto de Salud Carlos III, la Fundación General CSIC, la comisión europea a través del programa NextGenerationEU, el Ministerio de Ciencia e Innovación mediante el Plan de Recuperación, Transformación y Resilencia, el PCTI del Gobierno Principado de Asturias con fondos de co-financiación FEDER, la Asociación Española Contra el Cáncer, ISPA-Janssen y el IUOPA.

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