Me tomo un café y a la vez, un test para coronavirus…

Autor:

Prof. Alejandra Ratti,

Departamento de Bioingeniería

aratti@utec.edu.pe 

De un tiempo a esta parte, las máquinas de café que utilizan cápsulas se han vuelto muy populares. El problema es que en su mayoría, dichas cápsulas se utilizan una única vez. Si bien la comodidad de su uso y la variedad de sabores es lo más atractivo, el problema surge cuando no sabemos qué hacer con tantas cápsulas y si representan un riesgo para el medio ambiente.

Considerando lo anteriormente mencionado, ese fue el dilema que tuvo el italiano Vittorio Saggiomo, investigador en Wageningen University & Research en los Países Bajos, pero que supo resolver llamando a su invención “CoroNaspresso”. 

Como muchos científicos en estos tiempos de pandemia, Saggiomo estuvo cumpliendo con el  aislamiento en su casa, pero también pensando en una forma efectiva de poder realizar tests de manera rápida para determinar la presencia del SARS-CoV 2 y fue allí donde tuvo esta idea para realizar tests caseros y con elementos de fácil acceso. Junto con sus colaboradores trabajaron en una solución utilizando una cápsula de café llena de cera. Si bien esto no parecía muy alentador, Saggiomo y sus colaboradores demostraron que la tecnología puede detectar de manera confiable las secuencias de ARN distintivas del virus SARS-CoV-2, cuyos resultados fueron publicados en https://chemrxiv.org/ (https://doi.org/10.26434/chemrxiv.14224481.v1).

La prueba utiliza la tecnología LAMP, que significa amplificación isotérmica mediada por bucle (o en inglés: loop-mediated isothermal amplification). A diferencia de las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que requieren oscilaciones de temperatura para funcionar, LAMP (figura 1) amplifica las secuencias de ácidos nucleicos diana, en este caso una secuencia exclusiva de SARS-CoV-2, utilizando una enzima que funciona a una temperatura constante de alrededor de 65 °C . Eso hace que las pruebas basadas en LAMP sean más rápidas y económicas de ejecutar que las pruebas de PCR. LAMP es la tecnología detrás de la primera prueba de COVID-19 en el hogar en recibir una autorización de uso de emergencia de la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) de los Estados Unidos. Esa prueba, sin embargo, cuesta alrededor de $50.

Figura 1. Método LAMP propuesto para el diagnóstico de enfermedades tropicales.

Fuente. Njiru ZK (2012) Loop-Mediated Isothermal Amplification Technology: Towards Point of Care Diagnostics.

Con expertos en todo el mundo trabajando para reducir el costo de varios pasos en el proceso de prueba LAMP, Saggiomo decidió trabajar para simplificar el paso de calentamiento, buscando una manera de mantener la mezcla de reacción a una temperatura constante de 65 °C durante los 25 minutos necesarios para que la prueba funcione. Después de probar varias opciones en su casa, Saggiomo se decidió por llenar pequeñas cápsulas de café de aluminio compatibles con Nespresso con un material de cambio de fase en lugar de su carga más habitual (Figura 2). El material de cambio de fase económico está basado en parafina y mantiene la temperatura constante correcta porque su punto de fusión está entre 63 y 65 ° C. Las cápsulas de café son lo suficientemente delgadas como para que cuando la cápsula flote en agua recién hervida, la temperatura aumente rápidamente y comience a derretir el material. La cápsula contiene unos pocos gramos de la sustancia cerosa, que mantiene la temperatura constante el tiempo suficiente para que se produzca la reacción.

Figura 2. Render 3D del CoroNaspresso mostrando sus componentes: una cápsula de café de aluminio, unos gramos de Phase Change Material (RT64HC), un soporte impreso en 3D para los viales LAMP, y los tubos de PCR con los reactivos en ellos. 7

 Fuente. Vittorio Saggiomo et al.

Saggiomo admite que su tecnología de cápsulas de café es solo una parte de las pruebas LAMP. Las muestras aún deben tomarse, procesarse y mezclarse con reactivos antes de la etapa de calentamiento. En este trabajo, un equipo de pruebas de diagnóstico realizó esos pasos utilizando material de muestra sobrante de las pruebas que estaban ejecutando en los Países Bajos, cuyos resultados fueron utilizados para la comparación. Las pruebas LAMP de Saggiomo y sus colaboradores coincidieron con los resultados de las pruebas de diagnóstico por PCR. Su equipo ahora está tratando de crear un sistema de un solo paso que funcione directamente en la saliva sin pasos de procesamiento adicionales.

Mientras tanto, Saggiomo tiene cientos de cápsulas en casa. Éstas podrían usarse para cualquier tipo de prueba LAMP y no solo para pruebas COVID-19. Sin embargo, aquellos que deseen participar pueden probar el dispositivo por sí mismos. Una vez más, la ciencia, la innovación y el ingenio humano, pueden ser muy útiles en tiempos de pandemia. 

Bibliografía:

1-. Alekseenko, A., Barrett, D., Pareja-Sanchez, Y. et al. Direct detection of SARS-CoV-2 using non-commercial RT-LAMP reagents on heat-inactivated samples. Sci Rep 11, 1820 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80352-8 

2-. Velders, Aldrik; Ossendrijver, Michel; Keijser, Bart J.F.; Saggiomo, Vittorio (2021): CoroNaspresso: A Cheap, Rapid and Simple Home Test for Nucleic Acid Amplification. ChemRxiv. Preprint. https://doi.org/10.26434/chemrxiv.14224481.v1

3-. Gomollón-Bel, F. Coffee pods and 3D printing combine to create cheap and quick Covid-19 tests, disponible en:  https://www.chemistryworld.com/news/coffee-pods-and-3d-printing-combine-to-create-cheap-and-quick-covid-19-tests/4013497.article (accedido el 16 de abril de 2021)