Investigadores de la Universidad de Arizona (Estados Unidos) han desarrollado un dispositivo sensible y portátil que puede detectar en el agua una pequeña cantidad de partículas de norovirus, el virus altamente contagioso y muy frecuente en los cruceros, causando vómitos intensos, diarrea y dolor de estómago, pero que también se encuentra en restaurantes, escuelas o los sistemas municipales de agua.

Los científicos presentarán sus resultados en la Reunión y Exposición Nacional de Otoño de 2019 de la American Chemical Society (ACS).

“Solo se necesita una cantidad muy pequeña de partículas de norovirus para causar una infección en humanos, por lo que necesitamos un método de detección realmente sensible, afirma Jeong-Yeol Yoon quien dirigió el equipo. Además, los científicos no pueden cultivar norovirus en el laboratorio, y los anticuerpos disponibles contra el patógeno no son muy fuertes”.

En trabajos anteriores, Yoon y su equipo de la Universidad de Arizona desarrollaron un dispositivo basado en un teléfono inteligente que podía detectar niveles bajos de norovirus midiendo la luz dispersada de las cuentas de poliestireno unidas en un chip microfluídico de papel.

“Aunque nuestro límite de detección era realmente bajo, el problema era que el norovirus puede ser infeccioso a concentraciones aún más bajas”. Necesitabamos proporcionar un método aún más fácil que pueda detectar concentraciones mucho más bajas de virus”.

El equipo desarrolló un nuevo enfoque que utiliza fluorescencia, en lugar de dispersión de luz, para detectar el norovirus. Los investigadores convirtieron un teléfono inteligente ordinario en un microscopio de fluorescencia al conectar un accesorio de microscopio de luz disponible comercialmente, una fuente de luz separada y dos filtros de paso de banda.

A un canal de su chip microfluídico de papel, agregaron una muestra de agua que contiene norovirus. Luego, agregaron una suspensión de gotas fluorescentes con anticuerpos contra el norovirus unidos a ellas. La acción capilar del papel hizo que los dos líquidos fluyeran y se mezclaran.

Cada partícula de norovirus individual se une a múltiples gotas fluorescentes a través de sus anticuerpos unidos, haciendo que las gotas se agreguen y produzcan un tamaño mucho más grande de imagen fluorescente.
El equipo tomó fotos del chip con su microscopio de fluorescencia basado en un teléfono inteligente, y una aplicación calculó las concentraciones de norovirus a partir del recuento de píxeles de las imágenes.

“El límite de detección más bajo correspondía a aproximadamente 5 o 6 partículas de norovirus por muestra, por lo que está muy cerca del nivel de un solo virus”, dice Yoon. Debido a que tan solo 10 partículas de virus pueden causar enfermedades en las personas, el nuevo método es lo suficientemente sensible para aplicaciones prácticas.
Recientemente, Yoon y su equipo hicieron el sistema más compacto y portátil al encerrar el microscopio fluorescente, la fuente de luz y los filtros ópticos en un estuche impreso en 3D.

También desarrollaron una aplicación informática en la nube para analizar las imágenes grandes y enviar los resultados al teléfono inteligente. El dispositivo podría detectar cantidades minúsculas de norovirus tanto en agua purificada como en aguas residuales recuperadas.

El agua del grifo, por otro lado, era propensa a generar errores. “Creemos que el cloro en el agua del grifo está afectando el ensayo, afirma Yoon. No creemos que sea un problema tratar el agua para eliminar el cloro antes de realizar nuestro método”.

Ahora, Yoon y colaboradores están trabajando en el uso de su dispositivo para diagnosticar infecciones por norovirus en pacientes en una etapa más temprana de lo que es posible actualmente. Para hacer esto, planean analizar muestras fecales.

La detección temprana también podría ayudar a frenar la propagación de la enfermedad en situaciones aisladas y abarrotadas, como los cruceros, donde distinguir entre un malestar estomacal común y una infección por norovirus podría guiar los esfuerzos de cuarentena o acelerar el traslado de un pasajero a puerto para recibir tratamiento.