Desarrollo de una prueba de diagnóstico rápido para la detección del Citomegalovirus (CMV) mediante el empleo de materiales basados en puertas moleculares con oligonucleótidos

Abstract

[ES] El citomegalovirus (CMV) es un herpesvirus de doble cadena de ADN con una capacidad de contagio reducida, pero que supone un serio problema por la gravedad de la infección en neonatos y en pacientes inmunodeprimidos, puesto que el 4% de los recién nacidos infectados fallecen y el 90% padecerá de lesiones neurológicas como la sordera neurosensorial. Además, es la infección congénita en países desarrollados con mayor incidencia de entre el 0,3 y 2,4% y, sin embargo, no existe un programa de cribado universal sobre la población, sino que se realiza únicamente cuando ya se presentan alteraciones auditivas, y quedan excluidos aquellos pacientes infectados que manifiesten una respuesta normal. Las pruebas que se realizan se basan en el sistema de PCR de transcripción inversa (RT-PCR) que, si bien es muy específico y sensible, es costoso, no se puede realizar in situ y de forma masiva, debido a la necesidad de personal especializado y el tiempo que conlleva. Así pues, se hace manifiesta la necesidad de desarrollar sistemas de detección que sean rápidos, baratos y que no precisen de personal especializado para poder testar en la población como parte de un cribado generalizado. El material planteado consiste en partículas de sílice de estructura mesoporosa con tamaño nanométrico conocidas comúnmente como MCM-41. Este material se puede cargar tanto con colorantes como con fármacos y, además, aprovechando la presencia de grupos silanoles en los poros del material, se funcionalizan con moléculas que respondan ante determinados estímulos, permitiendo así la liberación del contenido. En este caso, se hará uso de una puerta molecular que sea capaz de liberar el colorante contenido del interior de la partícula ante la presencia de un analito que permita la detección específica de este virus. Para ello, el mecanismo de apertura estará basado en el reconocimiento molecular de un oligonucleótido de ADN que, en presencia de su complementario abre la puerta molecular. Este material se depositará en tiras reactivas para su uso en el point-of-care, facilitando su aplicación, permitiendo la medición y cuantificación del tinte liberado a través de la fotografía mediante un dispositivo smartphone.

[EN] Cytomegalovirus (CMV) is a DNA double-stranded herpesvirus with a reduced contagiousness, but it is a serious problem due to the severity of the infection it entails in neonates and immunosuppressed patients, since 4% of infected newborns die and 90% will suffer from neurological lesions such as sensorineural deafness. In addition, it is the congenital infection in developed countries with the highest incidence (between 0.3 and 2.4%). Despite these facts, there is no universal screening program on the population, but it is carried out only when they already have hearing alterations, excluding infected patients who manifest a normal response. The tests performed are based on the reverse transcription PCR (RT-PCR) system. This is very specific and sensitive, but it is expensive and cannot be performed on-site and for universal screening, due to the need for specialized personnel and the time involved. Thus, there is a need to develop detection systems that are fast, cheap and do not require specialized personnel to be able to test the population as part of a generalized screening. The proposed material consists of silica particles with a mesoporous structure with a nanometer size commonly known as MCM-41. This material can be loaded with dyes or drugs, and also, taking advantage of the presence of silanol groups in the pores of the material, they are functionalized with molecules that respond to certain stimuli, thus allowing the release of the contents. In this case, a molecular gate will be used that is capable of releasing the dye contained inside the particle in the presence of an analyte that allows the specific detection of this virus. To do this, the opening mechanism will be based on the molecular recognition of a DNA oligonucleotide that, in the presence of its complementary strand, displaces the oligonucleotide from the surface of the material, allowing the release of the dye. This material will be deposited on test strips so it can be used as point-of-care nanodevices, facilitating its application, allowing the measurement and quantification of the dye released through photography using a smartphone device.