Avances científicos de salud: esta mascarilla detectará los virus

El hecho de que términos como PCR o test de antígenos se hayan convertido en parte del vocabulario cotidiano es un recordatorio de la importancia de una detección temprana de los virus epidémicos. Uno de los avances científicos en salud que viene a reforzar esa batería de medidas combinará las pruebas diagnósticas con otra de las herramientas de prevención más extendidas: la mascarilla.

En el Instituto de Ciencia e Ingeniería Médica del MIT (IMES, por sus siglas en inglés), en colaboración con el Instituto WYSS de Ingeniería Bioinspirada de la Universidad de Harvard, han presentado un prototipo de biosensor que puede integrarse en una mascarilla y dar la voz de alarma al usuario en el plazo de noventa minutos.   

Estos sensores se basan en una técnica de liofilización de moléculas que se activan en presencia de humedad. Estas moléculas están diseñadas para reaccionar y cambiar de color ante configuraciones específicas de ARN y ADN, y se pueden aplicar a tiras de papel.

De este modo, este biosensor tiene un coste reducido y pueden utilizarse en contextos sin otras alternativas de diagnóstico. Pero ¿cómo funciona exactamente este detector de coronavirus?

En este artículo encontrarás:

• La mascarilla detectora de virus
• Prendas inteligentes que detectan virus
• Inteligencia artificial aplicada a la detección de virus
• Tecnologías para la eliminación de virus ambientales

Así funciona la mascarilla detectora de virus

A grandes rasgos, este avance científico de la salud se basa en la integración de los sensores en el tejido de la mascarilla, concretamente en el interior. Así, una vez que se obtiene el resultado, solo el portador puede verlo, lo que permite salvaguardar su privacidad.

Pero, volviendo a la detección en sí, a medida que el usuario respira, las posibles partículas de SARS-CoV-2 se van acumulando. Transcurrido un cierto tiempo, se puede oprimir una ampolla de agua integrada en la mascarilla. En ese momento, los sensores se rehidratan y cambian de color si se detecta la presencia de virus.

Según los desarrolladores de esta innovadora tecnología, sus biosensores combinan la precisión de una prueba PCR y la rapidez de una prueba de antígenos. Si el prototipo logra llevarse a una fase de producción a gran escala, podría suponer un salto cualitativo en la detección de virus.

Prendas inteligentes que detectan virus

Sin embargo, mientras eso sucede, los científicos del MIT ya están trabajando en otras aplicaciones. La siguiente etapa tras las mascarillas será la integración en materiales textiles, es decir, prendas inteligentes o telas funcionales. Así, las últimas investigaciones del equipo van encaminadas a dotar de sensores las batas y uniformes de personal médico y servicios de emergencias.

Los investigadores analizaron diversos tipos de fibras textiles como el algodón, la lana o el poliéster hasta encontrar la combinación más eficaz para incorporar los sensores. Finalmente, han apostado por una combinación de poliéster y otras fibras sintéticas.

Completada esta fase de la investigación, crearon una chaqueta con más de treinta sensores que se integraron en áreas de tejido con un elastómero de silicona para evitar su evaporación espontánea. Por último, utilizaron una pequeña salpicadura de líquido para imitar la exposición a una persona contagiada.

Los sensores pueden producir distintos tipos de señales, que van desde cambios cromáticos visibles a señales fluorescentes o luminiscentes que se registran con un espectrómetro.

Paralelamente, los investigadores han desarrollado un espectrómetro que también se puede integrar en las prendas y emite señales inalámbricas para transmitir los resultados a un teléfono móvil.

El resultado es que los especialistas de la salud pueden conocer su situación en tiempo real y saber en qué lugar hay una carga viral. De esa manera, pueden avisar al resto del equipo para que tomen las medidas necesarias.

El origen: detección del ébola y el zika

Este avance científico en el campo de la salud no es fruto de una serendipia. Los investigadores llevan estudiando esta nueva generación de biosensores desde 2014.

En aquella época estaban interesados en crear un sensor de bajo coste que se pudiera aplicar a tiras de papel y permitiera detectar virus como el ébola o el zika. O incluso la presencia de células tumorales.

Por fin, en 2017 lanzaron su primer sensor que bautizaron como SHERLOCK, que está basado en enzimas CRISPR y ofrece una alta sensibilidad a los ácidos nucleicos.

Esta investigación preliminar explica también la alta versatilidad de esta nueva generación de biosensores, que también detectan toxinas como el gas nervioso. Basta con reemplazar la tira de papel para disponer de un sensor distinto.

Inteligencia artificial para detectar virus

Además de estos trabajos del MIT y la Universidad de Harvard, se están explorando vías alternativas para detectar la presencia de virus. En ese sentido, uno de los avances científicos en la salud que más nos ha llamado la atención recientemente es un sistema que emplea una combinación de imagen multiespectral e inteligencia artificial para detectar virus en superficies. Otro enfoque, que también recurre a la inteligencia artificial, analiza la voz del usuario en una llamada telefónica, tal como explicábamos aquí.

Tecnologías para la eliminación de virus ambientales

Por supuesto, junto con la detección, la eliminación de los virus en el entorno es una de las vías más eficaces para atajar pandemias. A diferencia de algunos de los sistemas mencionados en este artículo, el robot autónomo que elimina virus con rayos ultravioleta es ya una realidad que pasea por los hospitales.

Tanto es así que la Comisión Europea ya ha comprado doscientos de estos dispositivos para distribuirlos en hospitales de países de la UE. Uno de los últimos se ha enviado a un hospital de Barcelona, tal como anunció recientemente la Comisión. Según el fabricante, este modelo es capaz de desinfectar una estancia en apenas diez minutos.

Fuente: MIT, https://www.bostonglobe.com/2021/06/29/business/face-mask-that-can-detect-covid-harvard-mit-researchers-have-created-technology-make-it-possible/

Imágenes: WYSS Institute