Diseñan un sistema de detección precoz de SARS-CoV-2 basado en sensores fotónicos - El Sol Digital
Diseñan un sistema de detección precoz de SARS-CoV-2 basado en sensores fotónicosInvestigación en el laboratorio

Diseñan un sistema de detección precoz de SARS-CoV-2 basado en sensores fotónicos

La detección del virus SARS-CoV-2 y de los correspondientes anticuerpos resulta fundamental para controlar la actual pandemia de Covid-19. Un grupo multidisciplinar de científicos de la Universidad de Málaga, liderado por el investigador del Departamento de Ingeniería de Comunicaciones de la ETSI de Telecomunicación Robert Halir, conscientes de las limitaciones que presentan las actuales técnicas, están desarrollando un sistema de detección ‘point-of-care’ basado en sensores fotónicos.

“Las técnicas PCR que se emplean actualmente para la detección del virus son fiables, pero también lentas y costosas, mientras que las pruebas serológicas, siendo más sencillas, son poco precisas y no pueden ofrecer resultados cuantitativos”, afirma Robert Halir, quien explica que, precisamente, el sistema en el que están trabajando sumará funcionalidad y, en un futuro, podría ofrecer resultados en tiempo real, con un coste reducido. Para ello, han obtenido 95.000 euros de financiación del fondo Covid-19 de la Junta de Andalucía, para trabajar, durante un año, en demostrar la viabilidad de su sistema.

Se trata de un proyecto propuesto desde el Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND), que se basa en la colaboración de dos grupos de I+D+i de la UMA: el ‘Laboratorio de dendrímeros biomiméticos y fotónica’ y el ‘Laboratorio de Fotónica y Radiofrecuencia’, dirigidos por los catedráticos Ezequiel Pérez-Inestrosa e Iñigo Molina-Fernández, respectivamente.

El equipo científico ya cuenta con un prototipo real de sistema de sensado basado en chips fotónicos y un aparato de lectura, que es capaz de detectar proteínas en concentraciones muy reducidas -biomarcadores de procesos inflamatorios y anticuerpos que manifiestan pacientes alérgicos a antibióticos-, desarrollado a lo largo de los últimos cuatro años, que ofrece resultados cuantitativos en cuestión de algunos minutos. De hecho, la sensibilidad del sistema desarrollado es tal que es capaz de detectar cambios en el índice de refracción de una cienmillonésima parte.

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La figura izquierda muestra una foto al microscopio óptico del chip, cuyo ancho es de aproximadamente 1 cm, y que incluye una decena de sensores. La foto derecha muestra una foto de microscopio electrónico de la estructura que se usa para inyectar luz en el chip, cuyo ancho es de 10 micrómetros

 

El objetivo de este proyecto multidisciplinar es adaptar este sistema para la detección del virus SARS-CoV-2 y sus anticuerpos, así como seguir optimizando y abaratando el aparato de lectura. Para ello, van a trabajar en dos líneas: seguir mejorando la sensibilidad óptica del sensor y desarrollar protocolos químicos para que solo se adhiera a la superficie de las guías una proteína específica que expresa el virus SARS-CoV-2 en su superficie, o los anticuerpos a dicha proteína, según lo que se desee detectar.

“Si los resultados resultan satisfactorios, en el futuro sería posible realizar un equipo ‘point-of-care’ completamente funcional que se podría desplegar en centros de atención primaria”, destaca Halir. Según el investigador, respecto a las pruebas PCR la reducción de gastos sería muy elevada, ya que estas se podrían hacer directamente en la consulta del médico de cabecera, ahorrando el coste económico del procesado en un laboratorio especializado y, también, el coste de tiempo de esperar los resultados de la prueba, que se tendrían en fracción de una hora.

Respecto a las pruebas serológicas, por otro lado, la ventaja sería el poder detectar concentraciones menores de anticuerpos y, además, poder decir cuántos anticuerpos se tiene exactamente. “Si tuviéramos éxito creemos que se podría realizar un prototipo comercial en un futuro cercano”, declara el investigador de la UMA.

Robert Halir (rhalir@uma.es) es profesor titular del departamento de Ingeniería de Comunicaciones de la Escuela Superior de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad de Málaga. Desarrolló su tesis doctoral en el marco de una beca FPU, realizando estancias en el NRC canadiense, la Universidad de Gante, y la Universidad de Cornell. Obtuvo el título de Doctor, con premio extraordinario, en 2010, y continuó su carrera como investigador postdoctoral en el proyecto europeo Mirthe y en Instituto Andaluz de Nanomedicina y biotecnología (Bionand).

Su actividad investigadora se centra en la fótonica de silicio con aplicaciones a las comunicaciones ópticas y el sensado. En particular, ha desarrollado una intensa labor en el ámbito de las estructuras subwavelength, que permiten la síntesis de metamateriales en silicio, y con ello el desarrollo de dispositivos ópticos integrados de altas prestaciones. Paralelamente, trabaja en el marco de Bionand en el desarrollo de sistemas de biosensado ópticos de muy alta sensibilidad. Ha presentado multitud de charlas invitado en congresos internacionales, es coautor de más de 50 artículos científicos en revistas de alto impacto y de un artículo de revisión en Nature.

 

 

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