Móviles Labor para la localización de puntos críticos de COVID-19

El laboratorio móvil está dividido en diferentes habitaciones para separar la preparación de las muestras de aguas residuales, la purificación de los fragmentos virales y la análisis sensible de virus. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Laboratorios para la detección de fragmentos de SARS-CoV-2 a partir de muestras de aguas residuales concentradas. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Preparación de la muestra de aguas residuales para el aislamiento de fragmentos de SARS-CoV-2. © Fraunhofer IPA, Foto: Rainer Bez

Con un laboratorio móvil sobre ruedas, los investigadores del Fraunhofer IPA podrán detectar rápidamente y de manera confiable fragmentos de coronavirus en aguas residuales. Estos son un indicio de un aumento en los números de infección y, por lo tanto, un indicador de puntos críticos de la pandemia. Se espera que comience en septiembre.

La cuenta regresiva ha comenzado. Todavía está en el estacionamiento detrás del edificio del IPA el remolque con la inscripción »Detección de COVID-19 en aguas residuales«. La bióloga Sibylle Thude se encarga de la concepción y diseño del laboratorio móvil, incluyendo la protección eléctrica del equipo de laboratorio, la evaluación de riesgos, la seguridad biológica y la implementación del proceso analítico en el laboratorio móvil: »No es tan fácil coordinar logísticamente los procedimientos experimentales y colocar todos los dispositivos que necesitamos en un espacio reducido, y colocarlos de manera que se pueda trabajar de forma analítica, segura y eficiente. Además, todo debe estar muy bien fijado para que los costosos y altamente sensibles equipos de análisis no sufran daños durante el transporte.«

En pocas semanas, Sibylle Thude comenzará su gira con el laboratorio móvil. En su viaje inaugural, se tomarán muestras de diferentes plantas de tratamiento de agua en la región de Stuttgart y se analizarán en el lugar. »Nuestro objetivo es detectar hotspots de COVID-19 más rápido y con mayor precisión que antes«, explica Guido Kreck, jefe de proyecto de tecnología de pureza en el IPA. »En cada planta de tratamiento se procesan aguas residuales de aproximadamente 10,000 residentes. Si hay infectados, podemos detectar fragmentos de coronavirus en las aguas residuales, una semana y media antes de que las personas afectadas desarrollen síntomas y puedan ser sometidas a pruebas.« La idea de detectar brotes de COVID-19 mediante análisis de aguas residuales no es nueva. Análisis de muestras de aguas residuales de Milán y Turín, por ejemplo, sugieren que el virus ya había llegado a Italia en diciembre de 2019, dos meses antes del primer brote conocido. Sin embargo, los análisis de aguas residuales hasta ahora eran muy lentos: las muestras tenían que ser empacadas y enviadas a laboratorios especializados, donde se manejaban y analizaban sin contaminación cruzada. Pasaban varios días hasta obtener un resultado.

Más rápido, mejor

Quien quiera detectar casos de COVID-19 para combatir la pandemia, debe ser más rápido: los resultados se necesitan de inmediato para tomar medidas que eviten la propagación. Con el remolque del laboratorio móvil, las muestras pueden analizarse en el lugar sin retrasos. Todo lo necesario está a bordo: centrifugadora, congelador, equipo de secado y ayudas para pipeteo. Además, un sistema de purificación en el que, con ayuda de bolas magnéticas, se extraen los fragmentos virales del agua residual. Y, por último, un PCRCycler que amplifica y analiza el material genético viral. En pocas horas, los resultados están listos.

Algoritmos para la predicción

»Si todo funciona correctamente, con el nuevo método podremos analizar en solo una o dos semanas todas las plantas de tratamiento de un estado federado. Como todos los análisis se realizan en un mismo laboratorio, los resultados son comparables, por lo que los hotspots potenciales pueden localizarse con mucha precisión«, pronostica Kreck. A partir de la concentración de fragmentos virales en una muestra, se pueden hacer inferencias sobre el número de infectados mediante algoritmos.

La base de datos para estos cálculos será proporcionada ahora por las investigaciones en la región de Stuttgart: »Nuestro laboratorio todavía es un prototipo. Tenemos que probar los dispositivos, optimizar los procesos de trabajo, recopilar datos y seguir desarrollando las herramientas de predicción«, explica Kreck. Gracias a la inteligencia artificial, el sistema aprende continuamente: cuantas más mediciones se tengan, que puedan compararse con los datos de infección conocidos de una región, mejores serán las predicciones.

¿Y qué pasa si la pandemia de COVID-19 termina algún día? La investigadora del IPA, Thude, está convencida de que el laboratorio móvil seguirá siendo útil después de la crisis: »En caso de una nueva pandemia, podemos adaptar rápidamente la analítica y buscar otros virus. Lo interesante del nuevo remolque de laboratorio es que somos completamente flexibles: podemos desplazarnos a donde se nos necesite, por ejemplo, para buscar sustancias peligrosas para la salud, como insecticidas o antibióticos, en aguas subterráneas o residuales, con equipos y análisis adaptados.«