Las pandemias estaban en la mente de Jim Collins años antes de que el nuevo coronavirus emergiera. En 2014, su laboratorio de bioingeniería en el MIT comenzó a desarrollar sensores que podían detectar el virus del Ébola cuando este liofilizaba en un trozo de papel. Ahora están reajustando su herramienta de nuevo para identificar casos de coronavirus.
El equipo está desarrollando una mascarilla que produce una señal fluorescente cuando una persona con el virus respira, tose o estornuda. Si la tecnología resulta exitosa, podría abordar los fallos de detección asociados a otros métodos de identificación como las mediciones de temperatura.
Los médicos incluso podrían servirse de estas para diagnosticar pacientes en el acto, sin tener que enviar muestras a un laboratorio. En un momento en que las pruebas y los retrasos han obstaculizado la capacidad de muchos países para controlar los brotes, las herramientas que identifican rápidamente a los pacientes son críticas. Una señal fluorescente puede mostrar si el coronavirus está presente en la saliva
Collins afirma que el proyecto de su laboratorio está en las "primeras etapas", pero los resultados han sido prometedores. Durante las últimas semanas, su equipo ha estado probando la capacidad de los sensores para detectar coronavirus en una pequeña muestra de saliva.
También están experimentando con el diseño: en este momento, el laboratorio está debatiendo si incrustar sensores en el interior de una mascarilla o desarrollar un módulo que pueda ser conectado a cualquier mascarilla a la venta. El equipo espera demostrar que el concepto realmente funciona en las próximas semanas. La tecnología de identificación de virus de manera general, sin embargo, ya ha sido probada. En 2018, los sensores del laboratorio podían detectar SARS, sarampión, influenza, hepatitis C, y otros virus.
Los sensores de Collins consisten en material genético —ADN y ARN — que se une a un virus. Ese material se liofiliza sobre la tela utilizando una máquina llamada liofilizador, que absorbe la humedad del material genético sin matarlo. Puede permanecer estable a temperatura ambiente durante varios meses, dando a las mascarillas una vida útil relativamente larga.
Los sensores necesitan dos cosas para activarse. El primero es la humedad, que nuestros cuerpos emiten a través de partículas respiratorias como mucosidad o saliva. El segundo, necesitan detectar la secuencia genética de un virus.
Un laboratorio de Shanghai secuenció el genoma del coronavirus en enero. Collins aseguró que sus sensores solo necesitan identificar un pequeño segmento de esa secuencia para detectar el virus. Una vez que lo hacen, emiten una señal fluorescente en una o 3 horas.
Esa señal no es visible a simple vista, por lo que el laboratorio de Collins utiliza un dispositivo llamado fluorímetro para medir la luz fluorescente. Afirmó que fuera del laboratorio, los organismos públicos podrían usar los fluorímetros de mano —que Collins indicó que "cuestan alrededor de un dólar"— para escanear las mascarillas de la gente.
Su equipo también ha desarrollado previamente sensores que cambian de amarillo a morado cuando hay un virus presente, por lo que los sensores de cambio de color también son una posibilidad, afirmó, aunque el grupo ha presentado esa idea por ahora.
Collins es considerado un pionero de la biología sintética, y en 2018, su laboratorio recibió una subvención de 50.000 dólares de Johnson & Johnson para desarrollar sensores de detección de virus integrables para batas de laboratorio.
Los sensores pueden ofrecer una forma de detección más barata, más rápida y más sensible que las pruebas de diagnóstico tradicionales. Los sensores de laboratorio para el Zika, por ejemplo, pueden diagnosticar pacientes en 2 o 3 horas. El equipo estimó en 2016 que los sensores cuestan alrededor de 20 dólares cada uno, mientras que la prueba en sí fue de un dólar o menos fabricarla.
Los test de coronavirus, en contraste, actualmente tardan aproximadamente 24 horas en ejecutarse, y los pacientes a menudo no reciben los resultados en varios días. Debido a que los sensores de Collins son altamente específicos, incluso pueden detectar diferentes cepas de un virus. En el caso del Zika, los sensores detectaron 2 cepas de África, una de Asia y otra de América.
La seguridad de los aeropuertos a menudo depende de controles de temperatura para señalar posibles casos de coronavirus entre los viajeros. El método también se está utilizando para detectar posibles infecciones en países que han relajado las restricciones de bloqueo.
Pero los controles de temperatura pasan por alto una gran cantidad de infecciones, incluidos los pacientes asintomáticos, pre-sintomáticos o que experimentan síntomas distintos a la fiebre. Collins cree que sus sensores podrían identificar más casos al detectar el virus en sí, en lugar de sus síntomas. El objetivo al que aspira el laboratorio, dijo, es comenzar a fabricar mascarillas para distribución pública a finales del verano, informó Business Insider.