Crean un biosensor que detecta el VIH solo una semana después de la infección

La tecnología, además de contra el sida, también está siendo aplicada para la detección precoz de algunos tipos de cáncer

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Biosensor contra el VIH

Biosensor contra el VIH

El biosensor combina estructuras micromecánicas de silicio con nanopartículas de oro para conseguir una detección temprana del VIH.

Foto: Joan Costa / CSIC

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Detección en menos de 5 horas

Detección en menos de 5 horas

“El tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos. Es realmente rápido, por lo que, para confirmar el diagnóstico se podría incluso repetir las pruebas y los resultados clínicos podrían estar el mismo día del control médico” explica Javier Tamayo.

Foto: Joan Costa / CSIC

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Un tamaño muy reducido

Un tamaño muy reducido

El biosensor tan solo mide medio milímetro de longitud, un tamaño realmente reducido, como se puede observar en la imagen.

Foto: Joan Costa / CSIC

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Otras aplicaciones

Otras aplicaciones

La tecnología está siendo aplicada tanto para la detección del VIH como para detectar de manera precoz algunos tipos de cáncer.

Foto: Joan Costa / CSIC

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Manipulación del biosensor

Manipulación del biosensor

Trabajos de laboratorio con el biosensor en el Instituto de Microelectrónica de Madrid.

Foto: Joan Costa / CSIC

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Investigación y patente

Investigación y patente

Javier Tamayo, científico del CSIC, muestra los biosensores en su laboratorio.

Foto: Joan Costa / CSIC

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Equipo de investigación, tecnología y patente. Grupo de Bionanomecánica del Instituto de Microelectrónica de Madrid

Grupo de Bionanomecánica del Instituto de Microelectrónica de Madrid

Esta tecnología está patentada por el CSIC y licenciada a la empresa Mecwins, una spin-off creada en 2008 por Javier Tamayo y Montserrat Calleja.

Foto: Joan Costa / CSIC

Javier Flores

15 de febrero de 2017

Como en la mayoría de las enfermedades, una detección temprana ayuda a sanar más rápidamente al afectado y evita su contagio. Pues bien, gracias a una investigación desarrollada por un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), podremos detectar el VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana) tipo 1 durante la primera semana tras la infección. O lo que es lo mismo, reducir a la mitad el tiempo necesario para detectar el virus; además de conseguirlo en un tiempo muy reducido, pues el tiempo total del ensayo es de menos de 5 horas.

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Para ello, los investigadores han desarrollado un biosensor que combina estructuras muy pequeñas de silicio con nanopartículas de oro ambas funcionalizadas con anticuerpos específicos al antígeno p24, una proteína presente en el virus del VIH tipo 1. Las nanopartículas de oro presentan resonancias ópticas conocidas como plasmones y son capaces de dispersar la luz con mucha eficiencia. Por su parte, las estructuras micromecánicas pueden detectar interacciones extremadamente pequeñas. La combinación de estas dos estructuras produce señales mecánicas y ópticas que se amplifican mutuamente y que permiten a los científicos detectar el p24 con una mayor facilidad.

El tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos. Es realmente rápido, por lo que, para confirmar el diagnóstico se podría incluso repetir las pruebas y los resultados clínicos podrían estar el mismo día del control médico”, explica investigador del CSIC Javier Tamayo, del Instituto de Microelectrónica de Madrid.

Pero los beneficios van más allá de la rapidez y la sensibilidad a los antígenos del virus. Otra de las ventajas es su producción a gran escala, su bajo coste y la simplicidad del sistema, pues el biosensor usa estructuras que se fabrican con tecnologías bien establecidas en microelectrónica. Tanto es así que el propio Tamayo no duda en verlo como un buen candidato para ser usado en países en vías de desarrollo.

La tecnología, patentada por el CSIC, está siendo además aplicada para la detección precoz de algunos tipos de cáncer. “El chip en sí mismo, la parte física, es el mismo para las pruebas de VIH que para la de los biomarcadores de cáncer. Lo que cambia es la parte química, la solución que colocamos para que reaccione según lo que estamos buscando. Por eso, nuestro trabajo fundamental se centra en desarrollar aplicaciones para esta nueva tecnología”, señala el científico.

Los sistemas actuales de detección de VIH

La infección aguda por virus de la inmunodeficiencia humana es el tiempo desde la adquisición del virus hasta la seroconversión, es decir, la aparición de anticuerpos detectables para el VIH en la sangre. Hoy en día existen dos formas para detectar el sida: mediante la detección en sangre de ARN viral por las pruebas de amplificación de ácidos nucleicos, o al detectar el antígeno p24 con los inmunoensayos de cuarta generación.

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El primer método se basa en la detección en sangre de ARN viral y no se puede detectar hasta pasadas dos semanas después de la adquisición del VIH. Por su parte, con el uso de inmunoensayos de cuarta generación, solo se puede detectar el virus aproximadamente tres o cuatro semanas después de la infección.

Esta nueva tecnología es capaz de detectar p24 en concentraciones hasta 100.000 veces inferiores que la última generación de inmunoensayos aprobados y 100 veces inferiores que los métodos de detección en sangre de ARN viral. Esto reduce la fase indetectable después de la infección a solo una semana”, destaca Priscila Kosaca, investigadora del Instituto de Microelectrónica de Madrid.

Detección precoz del VIH en sangre

La duración de la etapa entre el contagio y la seroconversión es de aproximadamente cuatro semanas. De ahí que la detección temprana del VIH es crucial para la mejora de la salud del individuo. Como apunta Kosaca,“el potencial de infectividad del VIH en la primera etapa del contagio es mucho mayor que en etapas posteriores. Por tanto, el inicio de la terapia antirretroviral antes de la seroconversión mejora el control inmunológico y se ha asociado con beneficios en el recuento de células CD4, reducción de la inflamación sistémica, preservación de la función cognitiva y reducción del reservorio latente. Por motivos lógicos, su detección es crítica para la prevención de la transmisión del VIH”.

La investigación ha sido publicada en la revista especializada PLOS ONE y podría revolucionar el mundo del diagnóstico precoz de múltiples enfermedades. Y ojalá sea así.