Investigadores de la Universidad de Cranfield han desarrollado un método innovador para identificar biomarcadores en aguas residuales utilizando sensores de papel de origami, que pueden detectar enfermedades infecciosas mediante la cámara de un teléfono móvil. El nuevo dispositivo de prueba es rápido y de bajo costo y podría cambiar drásticamente la forma en que se toman las medidas de salud pública en futuras pandemias.
El agua sucia es una forma importante de rastrear las infecciones.
Las pruebas de aguas residuales son uno de los métodos principales para evaluar la prevalencia de enfermedades infecciosas en las poblaciones. Los investigadores toman muestras de varias plantas de tratamiento de agua en todo el país y utilizan los resultados para comprender qué áreas tienen actualmente las tasas de infección más altas. Este método se utilizó para rastrear las tasas de infección comunitaria y dirigir las medidas de salud pública en la pandemia de COVID-19.
Zhugen Yang, profesor de biodetección y salud ambiental en la Universidad de Cranfield, dirigió el desarrollo del sensor Sentinel. Esto se basa en una investigación que realizó en 2020 utilizando una plataforma de papel y una linterna ultravioleta o la cámara de un teléfono móvil para detectar el SARS-CoV-2 (comúnmente conocido como COVID-19), una prueba de influenza en aguas residuales para detectar la influenza. A y B.
Hasta ahora, los métodos más precisos para analizar muestras de aguas residuales han sido métodos como las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que deben ser realizadas por personal bien capacitado en laboratorios centralizados. Esto significa que las muestras se recolectan, almacenan y transportan a un laboratorio antes de su procesamiento, lo que puede llevar varios días y es relativamente costoso.
Un test basado en papel doblado tipo ‘origami’ se lee a través de un teléfono móvil.
El nuevo método de prueba es rápido, fácil de usar y portátil. Las muestras de aguas residuales se colocan en una hoja de papel impreso en cera y doblada en forma de “origami”. El papel contiene sustancias químicas que reaccionan con ciertos marcadores de enfermedades y producen un color fluorescente. Los resultados se pueden leer y recopilar datos rápidamente utilizando la cámara de un teléfono móvil.
El profesor Yang desarrolló el nuevo método como parte del programa nacional de vigilancia de aguas residuales COVID-19. En 2021, en el apogeo de la pandemia, realizó una prueba de campo utilizando la prueba en cuatro hoteles en cuarentena alrededor del aeropuerto de Heathrow. Todo el proceso para obtener una respuesta de la muestra tomó menos de 90 minutos, en comparación con aproximadamente cuatro horas para la prueba de PCR, que se realizó en el sótano de uno de los hoteles utilizando un equipo mínimo. Los resultados muestran que el nuevo dispositivo ofrece resultados al menos tan precisos como la prueba PCR pero a un costo mucho menor y puede proporcionar una alerta temprana de la enfermedad en la comunidad. Esta herramienta es particularmente útil en áreas con recursos limitados debido a su facilidad de uso, bajo costo y resultados rápidos.
El profesor Yang comentó: “Durante la COVID-19 demostramos que el análisis rápido de las aguas residuales comunitarias es una forma realmente eficaz de rastrear enfermedades infecciosas y ayudar a gestionar la salud pública. La prueba sencilla que desarrollamos cuesta sólo £1 y utiliza una función de cámara comúnmente disponible. Los teléfonos, haciéndolos fácilmente accesibles, podrían ser un verdadero punto de inflexión cuando se trata de predecir las tasas de enfermedades y el futuro para mejorar la salud pública frente a las epidemias”.
El instrumento ha sido presentado en el Museo de Ciencias de Londres en reconocimiento a su contribución al Programa Nacional de Monitoreo de Aguas Residuales durante la pandemia de COVID-19.
El desarrollo adicional de la prueba está patrocinado por un programa de liderazgo en investigación de Leverholm Trust y una subvención del Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas. En el futuro, esto podría usarse para rastrear nuevas variantes y ayudar a determinar si la variante todavía se está propagando en la comunidad, así como para monitorear la resistencia microbiana desde una perspectiva de salud.
“El sensor centinela de microfluidos basado en papel permite un monitoreo rápido e in situ de las aguas residuales en entornos comunitarios” se publica en la revista Informes Celulares Ciencias FísicasTambién participaron científicos de la Universidad de Glasgow y la Universidad de Zhejiang de China.
