A pesar de los avances recientes, muchas pruebas de diagnóstico altamente sensibles para enfermedades virales aún requieren técnicas complicadas para preparar una muestra o interpretar un resultado, lo que las hace poco prácticas para entornos de punto de atención o áreas con pocos recursos. Pero ahora, un equipo que informa en ACS Central Science ha desarrollado un método sensible que analiza los ácidos nucleicos virales en tan solo 20 minutos y se puede completar en un solo paso con proteínas que « brillan en la oscuridad ».
El destello de la luciérnaga, el señuelo resplandeciente del rape y el azul fantasmal de las playas cubiertas de fitoplancton están alimentados por el mismo fenómeno científico conocido como bioluminiscencia. Una reacción química que involucra a la proteína luciferasa provoca el efecto luminiscente que brilla en la oscuridad. La proteína luciferasa se ha incorporado a sensores que emiten una luz fácilmente observable cuando encuentran su objetivo. Esta simplicidad hace que estos tipos de sensores sean ideales para las pruebas en el punto de atención, pero hasta ahora, han carecido de la sensibilidad increíblemente alta que se requiere para una prueba de diagnóstico clínico. La técnica de edición de genes conocida como CRISPR podría brindar esta capacidad, pero requiere muchos pasos y equipo especializado adicional para detectar lo que puede ser una señal baja en una muestra compleja y ruidosa. Entonces, Maarten Merkx y sus colegas querían usar proteínas relacionadas con CRISPR, pero combinarlas con una técnica de bioluminiscencia cuya señal podría detectarse solo con una cámara digital.
Para asegurarse de que había suficiente muestra de ARN o ADN para analizar, los investigadores realizaron la amplificación de la polimerasa de recombinasa (RPA), un método simple que funciona a una temperatura constante de aproximadamente 100 F. Con la nueva técnica, llamada LUNAS (sensor de ácido nucleico luminiscente), dos proteínas CRISPR/Cas9 específicas para diferentes partes vecinas de un genoma viral tienen cada una un fragmento distinto de luciferasa adjunto. Si estuviera presente un genoma viral específico que los investigadores estaban probando, las dos proteínas CRISPR/Cas9 se unirían a las secuencias de ácido nucleico específicas y se acercarían entre sí, lo que permitiría que la proteína luciferasa completa se formara y emitiera una luz azul en presencia de un sustrato químico. Para dar cuenta de que este sustrato se agotó, los investigadores usaron una reacción de control que brilló en verde. Un tubo que cambiaba de verde a azul indicaba un resultado positivo.
Cuando se probó en muestras clínicas recolectadas de hisopos nasales, RPA-LUNAS detectó con éxito el ARN del SARS-CoV-2 en 20 minutos, incluso en concentraciones tan bajas como 200 copias por microlitro. Los investigadores dicen que el ensayo LUNAS tiene un gran potencial para detectar muchos otros virus de manera fácil y efectiva.