Las pruebas serológicas desempeñan un papel importante en la vigilancia y gestión de epidemias o pandemias, así como en los estudios de inmunidad adquirida. Actualmente, la serología de COVID-19 se realiza mediante técnicas bien establecidas de inmuno-ensayo, que proporcionan altas sensibilidades, pero que requieren laboratorios especializados con personal capacitado y tiempos de procesamiento de 3 a 48 horas. Un método mucho más rápido y sencillo son las pruebas de flujo lateral, como los test de diagnóstico rápido que se venden en las farmacias. Sin embargo, estas últimas no son del todo fiables, ya que presentan una sensibilidad y especificidad moderadas.

Un equipo de investigación dirigido por la Prof. Laura M. Lechuga, profesora de investigación del CSIC y jefa del Grupo de NanoBiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), ha desarrollado y validado ampliamente un novedoso nanobiosensor serológico que permite identificar y cuantificar rápidamente (en menos de 15 minutos) los anticuerpos contra el SARS-COV-2 en el suero sanguíneo, sin necesidad de pretratamiento de la muestra ni de un largo procesamiento. Para lograrlo emplea un dispositivo óptico basado en una técnica plasmónica que el equipo de la profesora Lechuga lleva años consolidando y que ha implementado para el diagnóstico de diversas enfermedades y condiciones –como la detección de biomarcadores de cáncer, ingestión de gluten o alergia a los antibióticos.

Para demostrar la eficacia y fiabilidad de esta tecnología de biosensores se han realizado pruebas exhaustivas en muestras clínicas, proporcionadas por el Hospital Universitario Vall d'Hebron y el Hospital Clínic de Barcelona-IDIBAPS durante los primeros meses de la pandemia COVID-19. En concreto, se utilizaron 120 muestras de suero, de las cuales 100 procedían de pacientes confirmados como positivos a COVID-19 y 20 negativos (estas recogidas antes del brote de la pandemia). Análisis comparativos con las técnicas estándar y los ensayos comerciales de flujo lateral mostraron que esta tecnología de biosensores plasmónicos supera los métodos de diagnóstico bien establecidos, proporcionando una excelente sensibilidad (99%) y especificidad (100%).

Esta notable precisión y los cortos tiempos de operación (el resultado está disponible en menos de 15 minutos) hacen de este nuevo biosensor una herramienta excepcional para pruebas serológicas rápidas y fiables. La serología veloz y cuantitativa es crucial para controlar la evolución de la pandemia de COVID-19, gestionar la hospitalización y el ingreso de los pacientes en las unidades de cuidado intensivo y evaluar el estado inmunológico de los individuos durante las campañas de vacunación y en presencia de variantes emergentes del virus.

Dado que el dispositivo de lectura es compacto y el procedimiento se puede automatizar, esta tecnología también tiene potencial para aplicaciones en puntos de atención y podría introducirse en consultas médicas y farmacias. Además, la misma técnica puede emplearse para la detección de diversas sustancias en fluidos corporales –como péptidos de gluten, biomarcadores de cáncer tempranos, fármacos anticoagulantes o anticuerpos de alergia a los antibióticos– y, por tanto, para el diagnóstico y seguimiento de muchas enfermedades.

El nivel de madurez de esta tecnología es ya muy alto y sus desarrolladores se han comprometido a lograr una rápida transferencia a la industria, con el fin de introducir este nuevo dispositivo biosensor tanto en el contexto clínico como en entornos descentralizados. Vean esta animación que ilustra cómo funcionaría un dispositivo de lectura portátil con cartuchos desechables.

Los resultados de este estudio, realizado en el marco del proyecto CoNVaT, financiado por la UE, se han publicado en Analytical Chemistry. La investigación ha sido desarrollada por el grupo de la profesora Lechuga en colaboración con los Departamentos de Cuidados Intensivos y Microbiología Clínica del Hospital Universitario Vall d'Hebron (Barcelona, España), el Departamento de Neumología del Hospital Clínic de Barcelona-IDIBAPS, y la Unidad de Virus Emergentes de la Universidad de Aix-Marsella (Francia). Las investigadoras senior Dra. María Soler y Dra. M. Carmen Estévez son las autoras de correspondencia del trabajo, mientras que la estudiante de doctorado Olalla Calvo-Lozano, que ha realizado la optimización y validación del sistema, es la primera autora.