Nanogold detecta enfermedades en 15 minutos: NasRED lee cientos de moléculas en una gota de sangre

ACS Nano describió una prueba diagnóstica portátil llamada NasRED ( Detección Electrónica Rápida con Soporte de Nanopartículas ). Esta prueba utiliza nanopartículas de oro y lectura electroóptica para detectar antígenos y anticuerpos contra infecciones en concentraciones extremadamente bajas, incluso a nivel subfemtomolar/attomolar. Las pruebas de COVID-19 mostraron una discriminación precisa de otras infecciones, el tiempo de respuesta fue de aproximadamente 15 minutos y el costo de la prueba fue de aproximadamente $2. Según los autores, la sensibilidad es aproximadamente 3000 veces mayor que la de ELISA, se requiere 16 veces menos muestra y el resultado es 30 veces más rápido.

Fondo

• ¿Por qué recurrir de nuevo al diagnóstico en el punto de atencióny cómo medir su éxito? En la práctica, se necesitan pruebas en el punto de atención (in situ, rápidas y económicas) que cumplan con los criterios ASSURED/REASSURED: asequibles, sensibles, específicas, fáciles de usar, rápidas y robustas, sin necesidad de equipo y fáciles de entregar, además de conectividad en tiempo real y facilidad de recolección de muestras. La mayoría de las pruebas caseras aún no cubren todos los aspectos, especialmente la sensibilidad "S". De ahí la búsqueda de métodos que proporcionen una sensibilidad comparable a la de un laboratorio sin necesidad de un laboratorio.
• Donde los clásicos se estancan.
  • Las tiras LAT (pruebas de antígenos) son rápidas y económicas, pero la sensibilidad frente a la PCR es moderada y depende en gran medida de la carga viral y el tiempo de enfermedad; incluso los mejores kits a menudo no alcanzan la sensibilidad de “laboratorio”.
  • La prueba ELISA es precisa, pero requiere reactivos, lavadores/lectores e incubaciones; esto implica horas y un laboratorio. Las versiones "mejoradas" existentes reducen los umbrales, pero a costa de la complejidad del protocolo. Para el cribado de campo, estas son barreras.
• ¿Por qué nanopartículas de oro? Las AuNP son la herramienta fundamental de los biosensores: presentan una respuesta plasmónica pronunciada (cambios de absorción/dispersión al agregarse o al cambiar el entorno), una química superficial adecuada para la conjugación proteína/aptámero y una buena estabilidad. Esto permite la construcción de pruebas donde la conexión «molécula analizada ↔ nanopartícula» se convierte en una señal óptica/electrónica sin necesidad de ópticas complejas.
• Lectura electro/optoelectrónica como un avance. La clave de la PoC reside en simplificar la detección: en lugar de grandes espectrofotómetros, se utiliza un LED + un fotosensor/electrónica simple para leer el cambio en la transparencia/dispersión o "asentamiento" de las nanopartículas funcionalizadas al unirse al objetivo. Estos esquemas proporcionan un amplio rango dinámico y un tiempo de respuesta rápido, manteniendo límites de detección bajos. Aquí es donde NasRED encaja.
• ¿Por qué es importante poder ver tanto antígenos como anticuerpos? Para infecciones en diferentes etapas, algunos objetivos son más informativos que otros: el antígeno para la infección activa temprana, los anticuerpos para la infección pasada o actual con seroconversión o la evaluación de la respuesta inmunitaria. Las plataformas que recalifican modularmente de antígenos a anticuerpos (y viceversa) se escalan más rápido para nuevos patógenos/tareas.
• El contexto de este artículo en particular. En una demostración con SARS-CoV-2, NasRED demostró la detección de niveles subfemtomolares de antígenos/anticuerpos en aproximadamente 15 minutos a partir de un microvolumen (aproximadamente 6 µl) y una discriminación precisa entre la COVID-19 y otras infecciones. Se afirma que la plataforma es adaptable a toxinas, marcadores tumorales, etc. Esto reduce la diferencia entre la "tira" y el laboratorio en cuanto a sensibilidad y velocidad. Como consecuencia, ofrece la posibilidad de una detección temprana en entornos de baja prevalencia y con recursos limitados.
• Pero la hipersensibilidad también conlleva riesgos. Cuanto menor sea el umbral, mayores serán los requisitos de pureza, control de reacciones cruzadas y gestión de falsos positivos. Por lo tanto, cada nuevo objetivo en la plataforma requiere validaciones clínicas y pruebas de estrés independientes para evaluar los efectos de la matriz (sangre, saliva, nasofaringe) y la estabilidad de los consumibles en cadenas de suministro reales.
• ¿Por qué esta es una dirección lógica para la evolución de las pruebas? El campo ya ha aprendido a superar las barreras picomolares (ELISA digital, formatos de LF mejorados), pero con mayor frecuencia a costa de equipos costosos y protocolos complejos. Las plataformas AuNP con lectura electrónica sencilla buscan combinar ultrasensibilidad con hardware económico, justo lo que exigen los criterios ASSURED/REASSURED.

Cómo funciona esto

• Las nanopartículas de oro están recubiertas de moléculas de reconocimiento. Para buscar una proteína viral, se utilizan anticuerpos; para detectar los anticuerpos del paciente, se utilizan antígenos virales.
• Estas partículas se añaden a una muestra diminuta (una gota de sangre, saliva o fluido nasal). Si la muestra contiene un objetivo, la mayoría de las nanopartículas se adhieren y se depositan en el fondo del tubo. Si no hay objetivo, la suspensión permanece turbia.
• El dispositivo pasa un haz de luz LED por la parte superior del líquido y un sensor electrónico mide la cantidad de luz que lo atraviesa: a mayor luz, mayores son las partículas que han "caído", lo que significa que hay un objetivo. Todo ello sin necesidad de ópticas voluminosas ni una preparación de muestras compleja.

¿Qué se mostró exactamente en la nueva obra?

• COVID-19: NasRED detectó con fiabilidad antígenos y anticuerpos del SARS-CoV-2 en niveles donde los métodos estándar fallan, y diferenció la COVID-19 de otras infecciones. En pruebas húmedas con partículas completas de coronavirus, la sensibilidad fue comparable a la de Abbott ID NOW (una popular prueba molecular), pero con una ventaja en velocidad y simplicidad.
• Umbral de detección: El equipo elevó la sensibilidad hasta el rango attomolar (ejemplo del comunicado de prensa: «Una gota de tinta en 20 piscinas olímpicas»). El título del artículo enfatiza el nivel subfemtomolar.
• Modularidad: las mismas nanoplataformas “vacías” pueden reprogramarse rápidamente para otros objetivos, desde E. coli (toxina Shiga) hasta marcadores tumorales y proteínas de Alzheimer; un prototipo de esta tecnología detectó previamente el ébola a partir de pequeños volúmenes de sangre.

¿Por qué es esto importante?

• Pruebas de laboratorio, sin necesidad de laboratorio. Una necesidad urgente en el sector salud son las pruebas rápidas, precisas y económicas en el punto de atención (PdC). NasRED reduce la diferencia entre las tiras reactivas y el análisis intensivo de laboratorio: ~$2 por prueba, ~15 minutos, equipo y capacitación mínimos. Esto es crucial para condiciones de campo y regiones con recursos limitados.
• Detección temprana con baja prevalencia. Cuando los casos son escasos (brotes tempranos, grupos de riesgo de VIH/VHC, borreliosis), no es rentable establecer cadenas de laboratorios, y simplemente no se realizan pruebas a los pacientes. La prueba ultrasensible PoC permite buscar una aguja en un pajar, y hacerlo de inmediato.

¿En qué medida esto es "mejor que el estándar"?

Los autores ofrecen comparaciones: una sensibilidad de aproximadamente 3000 veces mayor que la de ELISA, un volumen de muestra 16 veces menor, un tiempo de respuesta 30 veces más rápido; en concentraciones absolutas, cientos de moléculas en submicrolitros, «casi 100 000 veces más sensible que las pruebas de laboratorio estándar» (estimación de la publicación institucional). Estas cifras se refieren a parámetros de referencia en condiciones de estudio y requieren validación externa.

Lo que ya está claro sobre los "puntos de dolor"

• Por ahora, la preparación de muestras requiere minicentrífugas/mezcladoras de sobremesa; el equipo está trabajando en la miniaturización y automatización, con el objetivo de lograr un formato de bolsillo y, potencialmente, una prueba casera.
• La universalidad declarada (módulos para diferentes enfermedades) es excelente en el papel, pero para la clínica, se necesitan ensayos clínicos separados para cada objetivo analítico (VIH, VHC, borreliosis, etc.) con pruebas de reacciones cruzadas, estabilidad de reactivos y calidad de la cadena de suministro.

¿A dónde puede llegar esto?

En el futuro próximo, NasRED se presenta como una plataforma: un dispositivo + "accesorios" de sensor reemplazables para el marcador deseado. Si se confirma la modularidad, este enfoque podría acelerar la implementación de pruebas para nuevos brotes y ampliar el diagnóstico en el punto de atención en clínicas, servicios de urgencias, puntos móviles e incluso en equipos móviles para grupos de difícil acceso.

Fuente: Choi Y. et al. Detección rápida y electrónica de anticuerpos y antígenos del SARS-CoV-2 a nivel subfemtomolar, con soporte de nanopartículas. ACS Nano, publicado el 11 de agosto de 2025. https://doi.org/10.1021/acsnano.5c12083