An RPA-CRISPR-Cas12a-Based Fluorescence and Lateral Flow Assay for the Detection of Ureaplasma urealyticum

En los rincones silenciosos del cuerpo humano, específicamente dentro del tracto urogenital, un organismo microscópico llamado Ureaplasma urealyticum vive a menudo sin ser detectado. Para muchos, no causa problemas, pero para otros, actúa como un invasor oportunista, provocando inflamaciones dolorosas, infecciones que no responden a los tratamientos estándar y complicaciones durante el embarazo. Detectar este diminuto patógeno ha sido durante mucho tiempo una lucha para los médicos. Los métodos tradicionales requieren cultivar la bacteria en un laboratorio, un proceso que puede tardar días y que a menudo no da con el objetivo en absoluto. Otras técnicas, que buscan el código genético del bicho, son más rápidas y precisas, pero exigen máquinas costosas y complejas que solo existen en laboratorios bien equipados. Esta brecha entre lo que se necesita y lo que está disponible deja a muchos pacientes sin un diagnóstico rápido o fiable, especialmente en clínicas comunitarias o zonas remotas donde los recursos son escasos.

Los científicos han estado trabajando para cerrar esta brecha combinando dos poderosas herramientas biológicas. La primera es un método que hace copias de una pieza específica de material genético, actuando como una fotocopiadora de ADN, pero una que funciona a una temperatura constante y cálida en lugar de requerir los ciclos de calentamiento y enfriamiento rápidos de las máquinas tradicionales. La segunda herramienta es un sistema molecular derivado de las defensas inmunológicas de las bacterias, que actúa como un motor de búsqueda altamente preciso. Una vez que este sistema encuentra su objetivo específico, activa una poderosa capacidad de corte que puede verse a simple vista o medirse con un detector de luz sencillo. Al entrelazar estas dos tecnologías, los investigadores han creado una nueva forma de encontrar Ureaplasma urealyticum que es rápida, sensible y que no necesita un laboratorio lleno de equipos costosos.

Un equipo de investigadores del Segundo Hospital de la Universidad Médica de Hebei, en China, puso esta idea a prueba recientemente. Diseñaron un proceso de dos pasos para cazar la firma genética de la bacteria. Primero, tomaron una muestra y utilizaron el método de copiado para multiplicar cualquier ADN de la bacteria objetivo presente en el fluido. Este paso tomó unos veinte minutos y ocurrió a un calor constante y suave. Una vez amplificado el material genético, introdujeron la segunda herramienta: un complejo proteico guiado por una molécula de ARN específica. Este complejo fue programado para reconocer únicamente el ADN copiado de la bacteria. Si las bacterias estaban presentes, el complejo se engancharía al objetivo e inmediatamente comenzaría a rebanar una molécula reportera especial que flota en la solución.

Los investigadores construyeron dos formas diferentes de ver el resultado de este corte. El primer método utilizó un reportero fluorescente, una molécula que brilla cuando es cortada. Cuando las bacterias estaban presentes, la acción de corte separaba la parte brillante de su compañera oscura, haciendo que la solución se iluminara. Esta versión de la prueba fue increíblemente sensible, capaz de detectar tan solo tres copias del material genético bacteriano en una sola gota de líquido. El segundo método fue diseñado para lugares sin electricidad ni máquinas. Aquí, la molécula reportera estaba adherida a una diminuta partícula de oro y colocada en una tira de papel, de forma similar a una prueba de embarazo casera. Si las bacterias estaban presentes, la acción de corte liberaba las partículas de oro, que luego subían por la tira y formaban una línea roja visible. Esta versión visual era ligeramente menos sensible, detectando unas sesenta y seis copias por gota, pero no requería ningún instrumento para leer el resultado.

Para asegurar que la prueba fuera fiable, el equipo comprobó si confundiría otras infecciones comunes con la bacteria objetivo. Probaron muestras que contenían cuatro tipos diferentes de patógenos urogenitales, incluyendo los que causan gonorrea y clamidia. La nueva prueba permaneció en silencio para todos ellos, demostrando que no daría una falsa alarma. Los investigadores luego tomaron treinta muestras reales de pacientes y compararon su nuevo método con una prueba comercial estándar utilizada en hospitales. Los resultados fueron una coincidencia perfecta; el nuevo sistema identificó cada caso positivo y cada caso negativo exactamente como lo hizo el método estándar.

Todo el proceso, desde añadir la muestra hasta ver el resultado, tomó entre treinta y cinco y cincuenta minutos. Esto es una mejora significativa respecto a los días requeridos para el cultivo bacteriano y el equipo especializado necesario para las pruebas genéticas estándar. La capacidad de realizar esta prueba utilizando solo un calentador simple y, en la versión visual, sin máquinas en absoluto, sugiere un nuevo camino para diagnosticar infecciones difíciles en entornos donde la tecnología avanzada no está disponible. Al demostrar que esta combinación de copiado y corte funciona tan bien para Ureaplasma urealyticum, los investigadores han demostrado que el diagnóstico rápido y preciso puede salir del laboratorio de alta tecnología para llegar a las manos de los clínicos en todas partes.