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investigadores de Cima Universidad de Navarra han desarrollado una plataforma de diagnóstico de COVID-19 altamente sensible y a gran escala, más eficiente que los kits comerciales de prueba de PCR actualmente disponibles
Consiste en un método de extracción de ácido ribonucleico (ARN) que permite procesar grandes cantidades de muestras en paralelo, independientemente de los kits de prueba de extracción comerciales. Los investigadores de Cima han confirmado que este protocolo ofrece más del 95% de sensibilidad para detectar casos asintomáticos y lo han puesto a disposición de la comunidad científica de forma gratuita online .
Los científicos han estimado que, actualmente, la mayoría de la población no está inmunizada contra el virus SARS-CoV-2. Según los investigadores, estas personas no presentarían anticuerpos detectables en su sangre con pruebas serológicas. Los kits serológicos rápidos que detectan anticuerpos tipo IgM (fase muy temprana) o anticuerpos tipo IgG (individuo inmunizado) tienen una sensibilidad variable. Las pruebas serológicas pueden detectar la respuesta inmune en el organismo, pero no pueden detectar la presencia del virus en la faringe. En los primeros cinco días de la enfermedad, los pacientes pueden estar completamente asintomáticos, sin anticuerpos y con una carga viral elevada en la faringe, por lo que pueden ser portadores virales altamente contagiosos. Sin embargo, hay una fase de la enfermedad en la que los pacientes tienen anticuerpos pero también partículas virales en la faringe u otros órganos.
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica que permite la detección de ARN del virus SARS-CoV-2 en muestras biológicas. Aunque existen varios protocolos de PCR estándar diseñados por entidades como el Hospital Charité (Alemania) o el CDC estadounidense, todos ellos dependen de la extracción de ARN como primer paso. Este paso es uno de los principales cuellos de botella en el proceso de detección, ya que la metodología actual de extracción de ARN tiene un procesamiento limitado y no permite la prueba de grandes poblaciones.
Tanto las pruebas rápidas como las pruebas de PCR son importantes para escenarios como la flexibilización de las medidas de bloqueo. Es vital detectar rápidamente a los portadores asintomáticos en los primeros días después de tal alivio para que podamos evitar más recaídas pandémicas.
La técnica de Cima permitirá un muestreo completo para detectar casos de COVID-19 (tanto sintomáticos como asintomáticos) en grupos de interés como hogares de ancianos y empresas. El Dr. David Lara-Astiaso , director de la Unidad de Genómica del Cima Universidad de Navarra, se ha trasladado desde la Universidad de Cambridge para impulsar este proyecto en España. Explicó: ‘En el Instituto Weizmann en Israel, acumulé años de experiencia analizando perfiles de expresión de ARN en grandes cohortes de muestras utilizando tecnologías de «alta capacidad». También desarrollé nuevas tecnologías para poder realizar este tipo de estudios en muy pocas muestras, incluso en células individuales. Dada la situación actual provocada por COVID-19, decidimos aplicar ese conocimiento para probar simultáneamente cientos o miles de muestras en busca del ARN del coronavirus SARS-CoV-2.
No está claro que la presencia de anticuerpos, o en qué nivel, garantice la inmunidad a nuevas infecciones por COVID-19. El Dr. Josepmaría Argemí , investigador del Cima y especialista en hepatología de la Clínica Universidad de Navarra, dijo: “Tenemos que asegurarnos de que se puedan analizar grandes poblaciones utilizando plataformas de PCR de alta eficiencia como la nuestra. Este es un elemento crucial para prevenir una reaparición o una segunda ola de COVID ‘. El Dr. Argemí es uno de los 13 voluntarios que han participado en este proyecto.
El equipo de Cima, liderado por los doctores Lara-Astiaso y Argemí, se ha puesto en manos de las autoridades españolas para poner a prueba a la población y las comunidades requeridas y, de esta forma, ayudar a aliviar el encierro del COVID-19 de la forma más precisa, de manera rápida y segura posible.
Nuevo método de extracción de ARN
La metodología de Cima mejora el proceso de extracción de ARN que se realiza actualmente antes de la detección de COVID mediante RT-PCR. El Dr. Lara-Astiaso explicó: “Normalmente, los kits de prueba comerciales requieren un procedimiento de extracción manual, basado en el uso de columnas y centrífugas. Con nuestro sistema, la extracción de ARN se realiza en muestras de placas de 96 pocillos. No se necesita centrifugación porque utilizamos perlas magnéticas que se unen al ARN. Eso permite a los investigadores usar un imán que atrae las perlas hacia el costado del tubo y purifica rápidamente el ARN de muchas muestras de forma automática ”.
Una vez que los científicos han extraído el ARN, se utiliza en una reacción de PCR cuantitativa (o RT-qPCR) que detecta la presencia de ARN viral e incluso permite determinar la carga viral aproximada presente en la muestra. Los investigadores de Cima han utilizado un instrumento Perkin-Elmer para automatizar este proceso, lo que les permite procesar 384 muestras en menos de dos horas.
Como explicó el Dr. Argemí: “Un equipo de cuatro científicos de Cima puede analizar actualmente 1.920 muestras al día, pero estos números se pueden escalar en función de las máquinas de PCR disponibles y con solo un poco más de personal. Otra gran ventaja de este proceso es que la cantidad de reactivos utilizados es menor que los protocolos habituales de detección de COVID ‘.
Además, gracias a la donación de la Fundación Ramón Areces , Cima ha incorporado un robot multicanal Bravo de la empresa Agilent que automatizará por completo este proceso y prácticamente duplicará la capacidad de procesamiento de muestras con una mínima intervención de personal. Este robot reduce el tiempo, aumenta la reproducibilidad y reduce la posibilidad de error humano o contaminación de una muestra a otra.
Pie de foto. Equipo de investigadores de Cima. Por detrás: Daniel Alameda, Josepmaría Argemí David Lara-Astiaso, José Antonio Rodríguez, Juan Pablo Unfried, Nicholas Webber. Al frente: Cristina Olagüe, Jon Zazpe, Mar Navarro, Ainhoa Goñi, Elena Sáez, Leticia Odriozola y Sheila Maestro. FOTO: Raquel Arilla
