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Covid Virus
6
May
2020

Diagnóstico COVID-19: Metodologías e Innovación

La prueba para el coronavirus (test diagnóstico) ha sido noticia desde el comienzo de la crisis del COVID-19. Hemos recopilado las diferentes metodologías, y las posibles innovaciones para poder disminuir la carga sobre los laboratorios, y la eficacia en el diagnóstico actual. El primer y más urgente enfoque es aumentar el acceso a las pruebas para diagnosticar a las personas con infecciones actuales, mientras se incluyen otras nuevas tecnologías tras su futura validación. 

Métodos basados en la detección de material genético del virus (Test de PCR):

Esta prueba utiliza una muestra de moco que generalmente se toma de la nariz o la garganta de una persona, aunque también se está investigando el uso de saliva. El método de diagnóstico se basa en la amplificación en gran medida el material genético viral (ARN) que está presente.

Aunque se trata de la forma más precisa de pruebas disponibles para detectar virus método estándar y más confiables, las muestras de hisopos son generalmente enviadas a laboratorios centralizados para su análisis, se necesita tiempo, energía y personal capacitado para ejecutar estas pruebas. Eso hace que las pruebas de PCR sean demasiado difíciles de escalar a los números que realmente necesitamos.

Actividades de innovación:  La innovación se centra en la reducción de tiempo ya sea en la extracción del material genético o en la reducción del tiempo de amplificación/detección. por ejemplo, las startups Scope Fluidics y Mirnax Biosens, se centran en reducir el tiempo de la PCR mediante la distribución deCOVID-19 RT-qPCR la misma reacción dentro un sistema de microfluidica, reduciendo el tiempo de RT-PCR de 2-3 horas a apenas 15 min, este es caso de PCR One de Scope Fluidics. En el caso de Mirnax, la innovación consiste en el desarrollo de una plataforma end-to-end, incorporando una mini extracción y una amplificación no-canónica de la RTqPCR en una etapa, haciendo que el proceso de detección se reduzca en sensiblemente el tiempo con una posibilidad de escalado en masa. Otras alternativas, estudian evitar todo el proceso de PCR. Este es el caso del proyecto del Instituto IMDEA Nanociencia, donde desarrollando un método colorimétrico basado en nanopartículas capaz de detectar el Virus en minutos.

Métodos basados en la detección de anticuerpos (Métodos rápidos)

Las pruebas de anticuerpos identifican a las personas que previamente han sido infectadas con el coronavirus. No muestran si una persona está actualmente infectada.  Esta es principalmente una buena mCovid-19 Rapid Testanera de rastrear la propagación del coronavirus a través de una población

En este caso se usa muestras de sangre en busca de anticuerpos contra el coronavirus en respuesta a un agente infeccioso (coronavirus). Estos anticuerpos generalmente tardan entre y 4 y 12 días después de la infección. Aunque no se usan para diagnosticar la enfermedad actual, estas pruebas pueden proporcionar buena información sobre las tasas de infección en una comunidad, así como para ver la inmunidad generada.

Estas pruebas generalmente se basan en reacciones inmunoensayo ligado a enzimas (similar al ELISA) o usando dispositivos de Lateral Flow (al igual que los test de embarazo)

Actividades de innovación:  la innovación se centra en poder adelantar el tiempo para la detección inmunológica en las primeras etapas de la infección. Esto ha dado pie a los desarrollos de kits de antígenos.

Pruebas pasadas en la detección de antígenos virales (test rápidos, en desarrollo):

Esta prueba identifica a las personas que actualmente están infectadas con el coronavirus. En principio, no se usará para diagnosticar, pero sí se puede usar como herramienta de pre-screening para identificar a aquellos que necesitan una prueba más definitiva.Antigen Detection

Al igual que los test de PCR, las pruebas de antígeno pueden identificar virus en las secreciones de nariz y garganta con la diferencia de hacerlo buscando proteínas en la superficie del virus, asemejándose a los test rápidos. De hecho, se puede usar como una prueba rápida para detectar infecciones activas y proporcionar resultados en solo unos minutos. Como resultado, podrían usarse para evaluar a personas tanto en hospitales, como en ciertos lugares de trabajo o centros de mayores.

El gran inconveniente es la especificidad del método. Aunque la tecnología funciona muy bien para bacterias, sus resultados han sido contradictorios para infecciones virales (gripe, por ejemplo). Por lo que, los médicos aún tendrían que seguir un resultado positivo con una prueba de PCR para hacer un diagnóstico médico.

Actividades de innovación: principalmente la innovación en este caso se centra en identificar los antígenos del virus para asegurar su detección en todos los segmentos de la población independiente de su estado de infección. Esta es la línea de desarrollo de la E25Bio, una startup promovida por el MIT

Pruebas basadas en biomarcadores vocales (diagnóstico digital):

Esa es una apuesta provocativa frente al brote mundial de coronavirus, y particularmente ante la escasez generalizada de kits de diagnóstico. Todavía es altamente experimental, liderada tanto por hospitales y universidades de prestigio (Universidad de Cambridge, Universidad Carnegie Mellon, Universidad de Essex, Hospital Regional Universitario Málaga) como por nuevas startups (Voicemed, voca.ai, vocalis, vocalsforscience, Coughvid…), y que podría ser una herramienta valiosa para rastrear la propagación del virus.

Se basa en el análisis de biomarcadores vocales como un potencial increíble para diagnósticos. En definitiva, se busca una correlación entre las enfermedades respiratorias (COVID, ASMA, COPD…) y los biomarcadores vocales como la voz, la respiración y los ruidos de tos. La idea es revelar correlaciones que permitirían que el sistema de atención médica detecte COVID-19 independientemente de las ubicaciones de una manera rápida y rentable utilizando la tecnología cotidiana que está en nuestros teléfonos inteligentes.

Aunque en términos de diagnóstico, puede que sea tan preciso como los test de PCR, su uso se valoriza a la hora de monitorear muy fácilmente a millares de personas diariamente, lo que le brinda una manera de manejar y rastrear los brotes de salud.

Actividades de innovación: Se están desarrollando métodos y técnicas de Inteligencia Artificial (AI) y aprendizajes de máquina (ML) para correlacionar la voz con los síntomas del COVID-19 bajo estándares científicos (ensayos clínicos).

Estratificación de pacientes mediante perfiles genéticos (diagnóstico genético):

 Se trata de una aproximación más a nivel de pandemia, enfocada al estudio del genoma de pacientes de Covid-19 y que permita determinar el perfil genético de los pacientes. La estratificación (separación por grupos genéticos y biomarcadores moleculares) permite reducir la presión de la necesidad de diagnóstico preciso a todos los pacientes y por lo tanto la descongestión de los laboratorios de análisis. En este sentido, se centra el proyecto liderado por el investigador Jordi Carratalá del IDIBELL donde se estudia el perfil genético de los pacientes que desarrollan Síndrome de Dificultad Respiratoria Aguda (SDRA).

Otra iniciativa es el consorcio liderado por el Dr. Iñaki Comas del Instituto de Biomedicina de Valencia y financiado por el CSIC y Mapfre y que junto con el investigador Fernando González Candelas, del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) pretende obtener secuencias de positivos de Covid-19 de toda España dentro de un proyecto llamado SeqCovid

Estos esfuerzos se añaden al que recoge la plataforma Nextstrain, que permite visualizar la progresión espacial y temporal de la pandemia a partir de los más de 500 genomas depositados desde el pasado diciembre por 40 países.

Actividades de innovación: Sería interesante determinar miRNAs o DNA circulante en sangre/suero que facilite la estratificación de la población ya sea frente a desarrollar una respuesta severa al Covid-19, o como biomarcadores de pronóstico de tratamiento (diagnóstico de acompañamiento – Companion Diagnostics). 

Cada una de las metodologías anteriores tiene su propia curva de innovación, que complementa y se construye sobre las demás. ¿Cuál de ellas se mantendrá y será de más utilidad? Sólo el tiempo lo dirá. ¿Cuál crees que tendrá más recorrido? ¿Si echas en falta alguna otra metodología más, o quieres resaltar tu solución? Sube Gratis tu propuesta aquí?