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Objetivo General

Decidimos encarar como proyecto el desarrollo de un test de diagnóstico del virus del Dengue que sea de bajo costo, portátil y sencillo en comparación a los métodos actuales. Además apuntamos a un diagnóstico temprano, en los primeros días de la enfermedad.

¿Cómo se diagnostica el dengue hoy en día?

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Según la Organización Mundial de la Salud el dengue "es la enfermedad viral transmitida por mosquito de más rápida propagación en el mundo. En los últimos 50 años, su incidencia ha aumentado 30 veces con la creciente expansión geográfica hacia nuevos países y, en la actual década, de áreas urbanas a rurales. Anualmente ocurre un estimado de 50 millones de infecciones por dengue y, aproximadamente, 2,5 mil millones de personas viven en países con dengue endémico". En particular, en nuestro continente "de 2001 a 2007, más de 30 países de las Américas notificaron un total de 4.332.731 casos de dengue. El número de casos de fiebre hemorrágica por dengue (FHD) en el mismo período fue de 106.037. El número total de muertes por dengue de 2001 a 2007 fue de 1.299, con una tasa de letalidad por la forma hemorrágica de 1,2%".

Las infecciones por dengue son frecuentemente subdiagnosticadas, principalmente en la primera infección, ya que el cuadro clínico de la forma leve de esta enfermedad puede ser confundido con el de otras enfermedades, y además las zonas mas afectadas por el dengue suelen ser zonas de bajos recursos sin acceso adecuado a servicios médicos. Contar con un método de diagnóstico efectivo, simple y económico resulta entonces de vital importancia, ya que una segunda infección con un serotipo distinto al de la primera es la que da lugar a la forma grave de la enfermedad: la fiebre hemorrágica.

Actualmente existen métodos para detectar directamente la presencia del material genético del virus del dengue. En general, estos métodos de detección directos se basan en una técnica conocida como RT-PCR. Sin embargo, esta técnica es compleja, costosa, y requiere de personal y equipamiento especializado. Los otros métodos utilizados para el diagnóstico analítico de dengue se basan en la detección por ELISA de anticuerpos generados contra el virus. Estas técnicas, además de tener un costo elevado y requerir personal especializado, no permiten distinguir entre infecciones por otros flavivirus como la zika, ya que los anticuerpos presentan reacción cruzada.

Nuestra solución

Nuestra propuesta es el desarrollo de una tecnología que permita detectar el genoma viral mediante interruptores de RNA, que funciona en pequeñas tiras de papel como soporte, y es económica y de fácil implementación. Esta tecnología está basada en ideas y herramientas provenientes de la biología sintética y el diseño racional de circuitos genéticos, y ya fue ensayada con éxito en el desarrollo de un prototipo para la detección del virus del ébola [1].

Tecnología utilizada

Para entender esta sección pueden ser útiles Algunos conceptos de biología molecular

El componente central del sistema propuesto es lo que se conoce como un interruptor de RNA (RNA-switch). Un interruptor de RNA es una cadena simple de RNA mensajero diseñada de forma tal que se pliega sobre sí misma, como se ve en la figura (tomada de [1]).

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Esta estructura consiste en un bucle, el cual se forma por apareamiento entre las bases complementarias de la cadena de RNA. Este bucle “esconde” al sitio de unión del ribosoma (RBS por sus siglas en inglés) por lo que la traducción del gen codificado por el resto de la cadena de RNA queda inhibida, ya que el ribosoma no puede unirse a la cadena para iniciar la traducción.

En la presencia de un fragmento de RNA (“Trigger RNA” en la figura), con una secuencia específica tal que es complementaria a uno de los segmentos apareados en el interruptor de RNA, este apareamiento se desestabiliza, y por lo tanto se permite la unión de un ribosoma al RBS, iniciándose así la traducción y la síntesis de la proteína codificada por el resto de la cadena que conformaba el interruptor de RNA.

De esta manera, la concentración de esta proteína es un marcador que indica la presencia de fragmentos de RNA "trigger" con secuencias muy específicas. Si se elige como marcador una proteína fluorescente (GFP o mCherry, por ejemplo), es posible monitorear su concentración en tiempo real por medio de mediciones de fluorescencia, las cuales pueden ser implementadas en forma sencilla con un diodo LED como fuente de luz y un sensor. Es posible la utilización de otros marcadores, como ser enzimas que produzcan un cambio de color y que por lo tanto permitan una lectura cualitativa pero a simple vista del resultado del test.

Modelo del dispositivo

Creamos un primer modelo de cómo sería el dispositivo final...

ModeloPreliminarDispositivo.jpg

Estas son las explicaciones de su uso:

ModeloExplicado.png


Referencias

[1] Paper-Based Synthetic Gene Networks