Prueba portátil detecta enfermedades infecciosas en 15 minutos con una sola gota de sangre

Un equipo de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) ha presentado una herramienta de diagnóstico que podría transformar la detección temprana de enfermedades infecciosas y otros trastornos de alto impacto en salud pública. La tecnología, denominada NasRED (Detección Electrónica Rápida con Soporte de Nanopartículas), combina portabilidad, bajo costo y una sensibilidad sin precedentes para detectar infecciones con apenas una fracción de una gota de sangre.

El dispositivo, descrito en la revista ACS Nano, ofrece resultados en 15 minutos, con un costo estimado de 2 dólares por prueba y la capacidad de diferenciar con precisión entre patógenos, incluso en concentraciones extremadamente bajas. “Contamos con la velocidad y la facilidad de uso de una prueba rápida de antígenos con una sensibilidad incluso superior a la de las pruebas de laboratorio”, afirmó Chao Wang, autor principal del estudio y profesor asociado del Centro de Biodiseño para Diseño Molecular y Biomimética de la ASU.

Impacto potencial en salud global

Las enfermedades infecciosas siguen siendo una de las principales amenazas para la humanidad, causando más de 10 millones de muertes anuales en todo el mundo, especialmente en países de bajos ingresos. La falta de acceso a pruebas rápidas y confiables contribuye a diagnósticos tardíos o inexistentes, con consecuencias potencialmente mortales.

En Estados Unidos, se estima que casi 800.000 personas mueren o quedan discapacitadas permanentemente cada año por errores diagnósticos, según BMJ Quality & Safety. Muchas de estas muertes corresponden a infecciones o eventos vasculares tratables si se detectaran a tiempo.

NasRED ofrece una solución de alto impacto en entornos con recursos limitados: desde clínicas rurales hasta hospitales urbanos saturados. Su portabilidad y facilidad de uso permitirían desplegarlo en campañas comunitarias, cribados poblacionales y entornos de difícil acceso, incluyendo grupos de alto riesgo como personas que se inyectan drogas y poblaciones en situación de calle.

La tecnología detrás del dispositivo

El principio de funcionamiento de NasRED se basa en nanopartículas de oro recubiertas con moléculas diseñadas para detectar proteínas específicas asociadas a distintas enfermedades.

• Nanopartículas con anticuerpos: se adhieren a proteínas liberadas por virus o bacterias durante la infección.
• Nanopartículas con antígenos: atraen a los anticuerpos generados por el propio organismo en respuesta a la infección.

Una vez combinadas con una muestra de fluido corporal, sangre, saliva o secreción nasal, las nanopartículas interactúan según la presencia o ausencia de la enfermedad. El dispositivo proyecta un haz de luz LED a través del fluido; la variación en la transparencia indica el resultado.

La sensibilidad de NasRED permite detectar enfermedades con tan solo unos cientos de moléculas en la muestra, lo que representa una capacidad 100.000 veces superior a las pruebas de laboratorio estándar.

Comparativa con pruebas actuales

Las pruebas moleculares de referencia como PCR y los ensayos ELISA ofrecen alta precisión, pero requieren equipos costosos, técnicos especializados y tiempos de procesamiento prolongados. NasRED supera varias de estas limitaciones:

• Sensibilidad: 3.000 veces mayor que ELISA.
• Volumen de muestra: requiere 16 veces menos fluido.
• Rapidez: entrega resultados 30 veces más rápido.

Además, no necesita preparación compleja de la muestra, lo que facilita su uso en campo. En pruebas preliminares con partículas reales de coronavirus, la sensibilidad fue comparable a la de sistemas comerciales como Abbott ID NOW, manteniendo su portabilidad y bajo costo.

Aplicaciones más allá de la COVID-19

Aunque el estudio inicial se centró en la detección del virus SARS-CoV-2, NasRED ha demostrado capacidad para identificar:

• Ébola
• VIH y hepatitis C
• Enfermedad de Lyme
• Biomarcadores de cáncer
• Proteínas asociadas al Alzheimer
• Peste porcina africana
• Bacterias como E. coli productora de toxina Shiga

La modularidad de la plataforma permite intercambiar rápidamente las proteínas objetivo, adaptándola a nuevos patógenos emergentes o a condiciones crónicas de alta carga para los sistemas de salud.

Perspectivas de desarrollo y retos pendientes

Actualmente, NasRED requiere equipos de sobremesa para centrifugar y mezclar las muestras, pero los investigadores trabajan en su miniaturización y automatización, con el objetivo de crear un dispositivo de uso domiciliario con sensibilidad de laboratorio.

“Reducimos la sensibilidad al rango attomolar”, explicó Wang, una escala que equivale a detectar una sola gota de tinta diluida en 20 piscinas olímpicas. Este avance abre la puerta a diagnósticos ultra tempranos, incluso antes de la aparición de síntomas clínicos. En el futuro, las aplicaciones podrían ampliarse a la detección temprana de cáncer, monitoreo de enfermedades crónicas y vigilancia epidemiológica en tiempo real.

Un cambio de paradigma en el diagnóstico

La combinación de velocidad, sensibilidad y bajo costo posiciona a NasRED como un potencial cambio de paradigma en la salud pública. Su despliegue masivo podría mejorar la respuesta ante brotes epidémicos, optimizar recursos sanitarios y reducir significativamente la carga de enfermedades transmisibles y no transmisibles.

En un contexto de amenazas sanitarias recurrentes y crecientes desigualdades en el acceso a diagnóstico, tecnologías como NasRED ofrecen un camino viable para democratizar la detección temprana y salvar vidas.