Biologia Molecular Mexico

Las pruebas de diagnóstico en el punto de atención (Point-of-Care Testing, POCT) han demostrado ser vitales, especialmente en la detección rápida de enfermedades infecciosas como COVID-19, influenza o VPH. Estas pruebas acercan el laboratorio al paciente, ofreciendo resultados rápidos sin necesidad de infraestructuras complejas. Sin embargo, un gran obstáculo ha frenado su potencial: la mayoría de las plataformas POCT actuales son sistemas cerrados lo que quiere decir, que no son muy flexibles para ser modificados y ampliar las aplicaciones que tienen. Además, los equipos de diagnóstico son muy costosos y deben ser reemplazados continuamente por normas nacionales e internacionales. Esto significa que los investigadores y desarrolladores están atados a los reactivos y cartuchos específicos (y a menudo costosos) de un fabricante y para un equipo en específico, dificultando la validación rápida de nuevos reactivos personalizados y generando incompatibilidades entre sistemas, lo que duplica esfuerzos y desperdicia recursos valiosos.

Frente a este panorama, un equipo de investigadores de Sansure Biotech, liderado por Lizhong Dai, presenta en Scientific Reports [1] una solución ingeniosa y muy necesaria: una plataforma POCT basada en PCR de código abierto y bajo costo. Su diseño aborda directamente las limitaciones de los sistemas cerrados, ofreciendo una herramienta flexible y potente, especialmente atractiva para la comunidad de ingeniería biomédica.

Ingenio en el Diseño: Cartucho Rotatorio y Rack Desmontable

El corazón del sistema es un cartucho rotatorio innovador. A diferencia de diseños complejos, este cartucho utiliza una carcasa superior giratoria que permite que una única punta de pipeta integrada acceda a diferentes pocillos de reactivos en la carcasa inferior. Este mecanismo simplifica enormemente la transferencia de líquidos, reduce costos de fabricación y minimiza el riesgo crucial de contaminación cruzada.

La característica clave que habilita la “apertura” de la plataforma es el rack de reactivos desmontable. Mientras que los reactivos universales para la extracción de ácidos nucleicos (como solución de lisis, perlas magnéticas, tampones de lavado) están pre-cargados en la parte principal del cartucho, los reactivos específicos para la amplificación (como enzimas, primers, sondas) se cargan en este rack separado. ¿La ventaja? Los investigadores pueden fácilmente utilizar sus propios reactivos de amplificación, ya sean líquidos o liofilizados (secos), simplemente cargándolos en el rack correspondiente e insertándolo en el cartucho principal.

El sistema se complementa con un instrumento programable que integra todas las etapas: extracción de ácido nucleico asistida por perlas magnéticas y ultrasonido, pipeteo automatizado, amplificación por PCR con ciclos térmicos rápidos, y detección óptica de fluorescencia multiplex (hasta 6 dianas simultáneamente). Crucialmente, los parámetros del proceso (volúmenes, tiempos, temperaturas, ciclos de PCR) son totalmente personalizables por el usuario a través de una interfaz táctil.

Validación Rigurosa y Potencial Demostrado

El equipo validó exhaustivamente su plataforma. Demostró una detección eficaz de VPH (1000 copias/mL) y controles de SARS-CoV-2 (200 copias/mL) en menos de una hora. La estabilidad y fiabilidad fueron excelentes, con coeficientes de variación (CV) inferiores al 3% entre cartuchos e instrumentos. En pruebas con cientos de muestras clínicas reales de VPH y virus respiratorios (SARS-CoV-2, Influenza A/B), la plataforma alcanzó una sensibilidad del 100% y una especificidad superior al 98% en comparación con métodos estándar de laboratorio. Además, confirmaron explícitamente la compatibilidad al probar con éxito reactivos de otro fabricante. Y todo esto, con un costo estimado por cartucho inferior a los 10 dólares.

Un Mensaje a los Ingenieros Biomédicos: ¡Innovar sin Barreras!

Esta plataforma representa mucho más que un nuevo dispositivo POCT. Es una invitación a la comunidad de ingeniería biomédica y a los desarrolladores de reactivos para innovar de forma más rápida, económica y colaborativa. Al ser una plataforma abierta y programable:

• Permite la validación acelerada de nuevos biomarcadores y reactivos personalizados.
• Reduce drásticamente los costos y tiempos de desarrollo al eliminar la necesidad de crear sistemas propietarios desde cero.
• Fomenta la estandarización y compatibilidad, reduciendo el desperdicio de recursos.
• Democratiza el acceso a la tecnología POCT, haciéndola más asequible para laboratorios de investigación y entornos de bajos recursos.

Aunque existen retos, como optimizar aún más el tiempo de prueba o aumentar el número de dianas detectables, esta plataforma abierta de bajo costo es un avance significativo. Ofrece una solución competitiva y, lo más importante, una herramienta flexible para que los ingenieros biomédicos y científicos puedan desarrollar y desplegar rápidamente las soluciones diagnósticas que el mundo necesita.

Referencia

[1] Xie Y, Sha Z, Huang S, Yin C, Wan L, Li J, Ling J, Wu C, Dai L.  An open source, PCR based, point-of-care testing platform. Sci Rep. 2025 Apr 8;15(1):12025. doi: 10.1038/s41598-025-95639-x.