Con el tiempo, los investigadores esperan poder diseñar un chip que pueda ser utilizado por los funcionarios de salud pública para localizar rápidamente nuevos brotes, y por trabajadores sanitarios en países en vías de desarrollo para detectar de forma barata cepas resistentes de VIH y tuberculosis.
"Este tipo de prueba te podría decir si estás enfrentándote a algo nuevo e inesperado", afirma Andrew Artenstein, que ha colaborado en el proyecto. Artenstein y es director del Centro para la Biodefensa y Patógenos Emergentes en el Hospital 'Memorial' de Rhode Island (EE.UU.), además de profesor de la Universidad de Brown.
El nuevo biochip simplifica la amplificación genética, un proceso incluido en una serie de pasos necesarios para identificar la composición de una muestra de sangre o tejido.
Actualmente, para determinar qué cepa de la gripe tiene un paciente, el material genético de la muestra tiene que ser amplificado utilizando una reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés), que replica el ADN, o bien tiene que hacerse una amplificación basada en la secuencia de ácido nucleico, que copia el ARN de cadena sencilla. Ambos procesos pueden tardar horas en completarse y requieren modulaciones de temperatura o condiciones especiales que son imposibles de controlar fuera de un laboratorio.
En su nuevo ensayo, Artenstein y su equipo han desarrollado una forma de amplificar rápidamente el ARN en un chip del tamaño de un ca é de identidad sin necesidad de modificar la temperatura. En el biochip, las cadenas de ARN que se tengan como objetivo son marcadas con unas perlas magnéticas. Los imanes atraen estas cadenas marcadas a través de un estrecho canal, lo que las separa de las cadenas sueltas.
"En cada enfermedad, hay una secuencia específica que identifica el ARN. Esa es la secuencia que atacamos", explica Anubhav Tripathi, diseñador de la sonda, codirector del Centro de Ingeniería Biomédica de Brown y autor del estudio publicado en Jou al of Molecular Diagnostics.
Una vez aislada, solo la cadena que se tenga como objetivo puede ser replicada, en lugar de toda la muestra, lo que permite que el proceso tenga lugar en un dispositivo portátil, lejos de un laboratorio. Además, el proceso puede transcurrir en cuestión de minutos, en lugar de tardar horas, tal y como requieren los sistemas actuales, señala Tripathi, que nombró a su nueva prueba SMART, acrónimo de 'a simple method for amplifying RNA targets' ('un método sencillo para amplificar objetivos de ARN').
"Con nuestro método, no amplificamos ARN o ADN convertidos. Ampliamos nuestra propia sonda, que es muy corta, de solo 25 a 26 nucleótidos", afirma Tripathi.
Victor Ugaz, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Texas A&M (EE.UU.), alaba el enfoque de Tripathi, ya que se trata de un problema que la comunidad científica ha estado tratando de resolver por lo menos durante una década.
"Es realmente un método mucho más simple y limpio que resulta muy adecuado para aplicaciones portátiles o móviles", asegura Ugaz. "En este caso creo que la belleza está en la simplicidad, lo cual no resulta trivial".
Samuel Sia, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Columbia (EE.UU.), afirma que el estudio "constituye una valiosa contribución a la mejora de los métodos de amplificación de ácidos nucleicos". Cualquier mejora en la etapa de amplificación "puede ser aplicada a una serie de objetivos diferentes", señala Sia, "porque la necesidad de ampliar es bastante universal". En su opinión, lo ideal sería que los investigadores finalmente incorporaran otros pasos en el proceso de detección en el mismo chip de microfluidos.
Tripathi espera recaudar dinero de la industria para poder hacer más pruebas de su ensayo prototipo. Hasta el momento, se ha centrado principalmente en el virus de la gripe -incluyendo la gripe porcina- en muestras recogidas en el Hospital 'Memorial' de Rhode Island. Muy pronto espera aplicar su método SMART para analizar muestras de VIH recogidas en un hospital de Kenia. El proceso de detección del VIH ya es simple y fácil, pero su sonda podría suponer una gran diferencia en la detección de la carga viral del VIH, una medida del grado de enfermedad del paciente y de la eficacia de la medicación.