¿Cómo es la máscara facial que se ilumina cuando detecta el coronavirus?

Durante los últimos seis años, los bioingenieros del MIT y la Universidad de Harvard han estado desarrollando sensores que pueden detectar virus, incluidos los que causan Zika y Ébola. Ahora están adaptando su tecnología para detectar el nuevo coronavirus .

El equipo espera integrar los sensores dentro de las mascarillas para que cuando una persona infectada respire, tosa o estornude, los sensores se iluminen para indicar la presencia del virus.

Las pandemias fueron lo más importante para Jim Collins antes de que surgiera el nuevo coronavirus.En 2014, su laboratorio de bioingeniería en el MIT comenzó a desarrollar sensores que podían detectar el virus del Ébola cuando se liofilizaba en una hoja de papel.

El pequeño equipo de científicos del MIT y Harvard publicó por primera vez su investigación en 2016; para entonces, habían adaptado la tecnología para abordar la creciente amenaza del virus Zika . Ahora, están ajustando su herramienta nuevamente para identificar casos de coronavirus.

El equipo está diseñando una máscara facial para producir una señal fluorescente cuando una persona con el coronavirus respira, tose o estornuda. Si la tecnología resulta exitosa, podría abordar las fallas asociadas con otros métodos de detección, como los controles de temperatura.

"A medida que abrimos nuestro sistema de tránsito, podría imaginarse que se utilizará en los aeropuertos a medida que avanzamos en la seguridad, mientras esperamos subir a un avión", dijo Collins al diario digital Business Insider.

"Usted o yo podríamos usarlo en el camino hacia y desde el trabajo. Los hospitales podrían usarlo para los pacientes cuando entran o esperan en la sala de espera como una prueba previa de quién está infectado", señaló.

Los médicos incluso pueden usarlos para diagnosticar pacientes en el acto, sin tener que enviar muestras a un laboratorio. En un momento en que las pruebas y los retrasos han obstaculizado la capacidad de muchos países para controlar los brotes , las herramientas que identifican rápidamente a los pacientes son críticas.

Una señal fluorescente podría mostrar si el coronavirus está presente en la salivaCollins dice que el proyecto actual de su laboratorio está en las "primeras etapas", pero los resultados han sido prometedores. Durante las últimas semanas, su equipo ha estado probando la capacidad de los sensores para detectar el nuevo coronavirus en una pequeña muestra de saliva.

El equipo también está experimentando con el diseño: en este momento, el laboratorio está debatiendo si incrustar sensores en el interior de una máscara o desarrollar un módulo que se pueda conectar a cualquier máscara de venta libre. El equipo espera demostrar que el concepto funciona en las próximas semanas.

"Una vez que estamos en esa etapa, sería una cuestión de establecer ensayos con personas que se espera que se infecten para ver si funcionaría en un entorno del mundo real", dijo Collins.

Sin embargo, la tecnología de identificación de virus en general ya está probada. Para 2018, los sensores del laboratorio podrían detectar virus que causan SARS, sarampión, influenza, hepatitis C, Nilo Occidental y otras enfermedades.

Las máscaras faciales se generalizaron como una alternativa para evitar el contagio del coronavirus.

"Inicialmente hicimos esto en papel para crear diagnósticos económicos basados ​​en papel", dijo Collins. "Hemos demostrado que puede funcionar en plástico, cuarzo y tela", destacó.

Los sensores de Collins consisten en material genético, ADN y ARN, que se une a un virus. Ese material se liofiliza sobre la tela utilizando una máquina llamada liofilizador, que absorbe la humedad del material genético sin matarlo. Puede permanecer estable a temperatura ambiente durante varios meses, dando a las máscaras una vida útil relativamente larga.

Los sensores necesitan dos cosas para activarse. El primero es la humedad, que nuestros cuerpos emiten a través de partículas respiratorias como el moco o la saliva. Segundo, necesitan detectar la secuencia genética de un virus.

Collins dijo que sus sensores necesitaban identificar solo un pequeño segmento de esa secuencia para detectar el virus. Una vez que lo hacen, están diseñados para emitir una señal fluorescente en una o tres horas.

Esa señal no es visible a simple vista, por lo que el laboratorio de Collins utiliza un dispositivo llamado fluorímetro para medir la luz fluorescente. Afirmó que, fuera del laboratorio, los funcionarios públicos podrían usar harina de mano, lo que Collins dijo que "cuesta alrededor de un dólar", para escanear las máscaras de las personas.

Su equipo ha desarrollado previamente sensores que cambian de amarillo a morado cuando hay un virus presente, por lo que los sensores de cambio de color también son una posibilidad, dijo, aunque el grupo ha presentado esa idea por ahora.

El uso de barbijos se masificó en todo el mundo.

Una forma más rápida y precisa de diagnosticar pacientes

Collins es considerado un pionero de la biología sintética, un campo que utiliza la ingeniería para rediseñar los sistemas que se encuentran en la naturaleza. Ganó una subvención MacArthur en 2003. En 2018, su laboratorio recibió una subvención de 50.000 dólares de Johnson & Johnson para desarrollar sensores de detección de virus integrables para batas de laboratorio.

Los sensores pueden ofrecer una forma de detección más barata, más rápida y más sensible que las pruebas de diagnóstico tradicionales. Los sensores de laboratorio para el zika, por ejemplo, pueden diagnosticar pacientes en dos o tres horas. El equipo estimó en 2016 que los sensores cuestan alrededor de 20 dólares cada uno, mientras que la prueba en sí fue de un dólar o menos para fabricar.

Las pruebas de coronavirus, por el contrario, actualmente demoran aproximadamente 24 horas en ejecutarse, y los pacientes a menudo no reciben resultados durante varios días. Sin embargo, eso podría cambiar, ahora que la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. ha autorizado una prueba de diagnóstico en el hogar (actualmente se está distribuyendo a los trabajadores de la salud y los socorristas).

La prueba desarrollada por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades cuesta alrededor de 36 dólares, según un documento publicado por Medicare en marzo. Para laboratorios comerciales, el precio es de 51 dólares.

Debido a que los sensores de Collins son altamente específicos, incluso pueden detectar diferentes cepas de un virus. En el caso del Zika, los sensores detectaron dos cepas de África, una de Asia y otra de América.