Un prototipo para una brillante prueba de diagnóstico de COVID-19 produce resultados en un minuto

La temporada de resfriados, gripe y COVID-19 trae consigo un ritual que ya resulta familiar: frotar, esperar y comprobar el resultado. Pero ¿y si una prueba pudiera determinar rápidamente si tiene COVID-19 con una sustancia química incandescente, sin tener que esperar 15 minutos o más? Unos investigadores describieron en ACS Central Science una posible prueba de COVID-19 inspirada en la bioluminiscencia. Utilizando una molécula que se encuentra en los crustáceos, desarrollaron un método rápido para detectar la proteína SARS-CoV-2 de forma similar a la que se utiliza en la investigación de vacunas.  

Muchos animales tienen la capacidad de producir luz mediante reacciones químicas, desde las luciérnagas hasta los peces linterna. Esta reacción habitualmente necesita el sustrato luciferina y la enzima luciferasa. Sin embargo, existe una clase de luciferinas menos refinadas, conocidas como compuestos de tipo imidazopiridina (IPT), que pueden brillar al encontrarse con otras proteínas, incluidas algunas que no se consideran enzimas. Algunos estudios anteriores sugieren que las luciferinas IPT podrían servir de base para un nuevo tipo de prueba médica que anuncie la presencia de una proteína objetivo en una muestra mediante luminiscencia. Ryo Nishihara, Ryoji Kurita y sus colegas sospechaban que una luciferina IPT podría reaccionar a la proteína S (spike) del virus SARS-CoV-2, que le permite al virus invadir las células y causar la COVID-19. Con esto, se podría desarrollar una prueba fosforescente. 

Primero, el equipo investigó la capacidad de 36 luciferinas IPT diferentes para reaccionar con una sola unidad de proteína S. Solo una molécula, procedente de diminutos crustáceos del género Cypridina, emitió luz. A continuación, los investigadores probaron la actividad de la luciferina con la proteína S en su estado natural, que es tres unidades plegadas juntas. Comprobaron que era posible detectar una cantidad adecuada de luz en un periodo de 10 minutos. La luz no era visible a simple vista, era necesario utilizar un dispositivo de lectura de luminiscencia disponible en el mercado. Otros experimentos indicaron que la luciferina IPT era selectiva, ya que no brillaba al ser expuesta a seis proteínas presentes en la saliva. Los investigadores definen esta reacción de luminiscencia específica de las biomoléculas distintas de la luciferasa como “luminiscencia química catalizada por biomoléculas” (biomolecule-catalyzing chemiluminescence, BCL). 

Por último, descubrieron que la luciferina podía detectar la cantidad de proteína S en la saliva con la misma precisión que una técnica que se utiliza actualmente en el desarrollo de vacunas. Sin embargo, el sistema de luciferina mostró los resultados en un minuto, mucho más deprisa que las pruebas rápidas que se realizan en los centros médicos en la actualidad.  

Según los investigadores, este enfoque basado en BCL podría servir de base para una sencilla prueba de “mezcla y lectura,” que consistiría en añadir la luciferina IPT a la saliva no tratada de una persona que podría tener COVID-19. Además, se podría adoptar un método similar para detectar otros virus que posean proteínas similares a la S, como la gripe, el MERS-CoV y otros coronavirus. 

Los autores agradecen la financiación de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología, la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia y la Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnologías Industriales. 

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