Las pruebas de flujo lateral (LFT), [1] también conocidas como ensayos inmunocromatográficos de flujo lateral o pruebas rápidas , son dispositivos simples destinados a detectar la presencia de una sustancia objetivo en una muestra líquida sin la necesidad de equipos especializados y costosos. Estas pruebas se utilizan ampliamente en diagnósticos médicos para pruebas en el hogar, pruebas en el punto de atención o uso en laboratorio. Por ejemplo, la prueba de embarazo casera es una LFT que detecta una determinada hormona. Estas pruebas son simples, económicas y generalmente muestran resultados en alrededor de cinco a 30 minutos. [2] Muchas aplicaciones de laboratorio aumentan la sensibilidad de los LFT simples al emplear equipos dedicados adicionales. [3]
Los LFT funcionan según los mismos principios que los ensayos de inmunoabsorción ligados a enzimas ( ELISA ). En esencia, estas pruebas ejecutan la muestra líquida a lo largo de la superficie de una almohadilla con moléculas reactivas que muestran un resultado visual positivo o negativo. Las almohadillas se basan en una serie de lechos capilares, como trozos de papel poroso, [4] polímero microestructurado , [5] [6] o polímero sinterizado . [7] [ verificación fallida ] Cada una de estas almohadillas tiene la capacidad de transportar líquido (p. Ej., Orina, sangre, saliva) de forma espontánea.
La almohadilla de muestra actúa como una esponja y retiene un exceso de líquido de muestra. Una vez empapado, el líquido fluye hacia la segunda almohadilla de conjugado en la que el fabricante ha almacenado partículas bioactivas liofilizadas llamadas conjugados (ver más abajo) en una matriz de sal y azúcar. La almohadilla de conjugado contiene todos los reactivos necesarios para una reacción química optimizada entre la molécula diana (p. Ej., Un antígeno) y su socio químico (p. Ej., Anticuerpo) que se ha inmovilizado en la superficie de la partícula. Esto marca las partículas objetivo a medida que pasan a través de la almohadilla y continúan hasta las líneas de prueba y control. La línea de prueba muestra una señal, a menudo un color como en las pruebas de embarazo. La línea de control contiene ligandos de afinidad que muestran si la muestra ha pasado y si las biomoléculas de la almohadilla conjugada están activas. Después de pasar por estas zonas de reacción, el fluido ingresa al material poroso final, la mecha, que simplemente actúa como un contenedor de desechos.
Los LFT pueden funcionar como ensayos competitivos o en sándwich .
Historia
Los LFT se derivan de la cromatografía en papel , que fue desarrollada en 1943 por Martin y Synge , [8] y elaborada en 1944 por Consden, Gordon y Martin. [9] [10] Hubo una explosión de actividad en este campo después de 1945. [8]
Sinopsis
Partículas coloreadas
En principio, se puede utilizar cualquier partícula de color, sin embargo, el látex (color azul) o las partículas de tamaño nanométrico [11] de oro (color rojo) son las más utilizadas. Las partículas de oro son de color rojo debido a la resonancia de plasmón superficial localizada . [12] También se pueden utilizar partículas etiquetadas fluorescentes [13] o magnéticas [14] [15] , sin embargo, estas requieren el uso de un lector electrónico para evaluar el resultado de la prueba.
Ensayos sándwich
Los ensayos en sándwich se utilizan generalmente para analitos más grandes porque tienden a tener múltiples sitios de unión. [16] A medida que la muestra migra a través del ensayo, primero encuentra un conjugado, que es un anticuerpo específico del analito diana marcado con una etiqueta visual, generalmente oro coloidal. Los anticuerpos se unen al analito diana dentro de la muestra y migran juntos hasta que alcanzan la línea de prueba. La línea de prueba también contiene anticuerpos inmovilizados específicos del analito diana, que se unen a las moléculas conjugadas unidas al analito migrado. Luego, la línea de prueba presenta un cambio visual debido a la etiqueta visual concentrada, lo que confirma la presencia de las moléculas objetivo. La mayoría de los ensayos tipo sándwich también tienen una línea de control que aparecerá si el analito objetivo está presente o no para garantizar el funcionamiento adecuado de la almohadilla de flujo lateral. [ cita requerida ]
El ensayo rápido y de bajo costo basado en sándwich se usa comúnmente para pruebas de embarazo caseras que detectan gonadotropina coriónica humana , hCG, en la orina de mujeres embarazadas.
Ensayos competitivos
Los ensayos competitivos se utilizan generalmente para analitos más pequeños, ya que los analitos más pequeños tienen menos sitios de unión. [17] La muestra primero encuentra anticuerpos contra el analito objetivo marcado con una etiqueta visual (partículas coloreadas). La línea de prueba contiene el analito objetivo fijado a la superficie. Cuando el analito diana está ausente de la muestra, el anticuerpo no unido se unirá a estas moléculas de analito fijas, lo que significa que se mostrará un marcador visual. Por el contrario, cuando el analito diana está presente en la muestra, se une a los anticuerpos para evitar que se unan al analito fijo en la línea de prueba y, por lo tanto, no se muestra ningún marcador visual. Esto difiere de los ensayos en sándwich en que la ausencia de banda significa que el analito está presente. [ cita requerida ]
Pruebas cuantitativas
La mayoría de las LFT están diseñadas para funcionar sobre una base puramente cualitativa. Sin embargo, es posible medir la intensidad de la línea de prueba para determinar la cantidad de analito en la muestra. Varias empresas utilizan dispositivos de diagnóstico portátiles conocidos como lectores de flujo lateral para proporcionar un resultado de ensayo totalmente cuantitativo. Al utilizar longitudes de onda de luz únicas para la iluminación junto con la tecnología de detección CMOS o CCD , se puede producir una imagen rica en señales de las líneas de prueba reales. Usando algoritmos de procesamiento de imágenes diseñados específicamente para un tipo y medio de prueba en particular, las intensidades de las líneas pueden correlacionarse con las concentraciones de analito. Detekt Biomedical LLC fabrica una de estas plataformas de dispositivos de flujo lateral de mano. [18] Las técnicas alternativas no ópticas también pueden informar los resultados de los ensayos cuantitativos. Un ejemplo de ello es un inmunoensayo magnético (MIA) en la forma LFT que también permite obtener un resultado cuantificado. Reducir las variaciones en el bombeo capilar del fluido de muestra es otro enfoque para pasar de resultados cualitativos a cuantitativos. Trabajos recientes han demostrado, por ejemplo, un bombeo capilar con un caudal constante independiente de la viscosidad del líquido y la energía superficial . [6] [19] [20] [21]
Los teléfonos móviles han demostrado tener un gran potencial para la cuantificación en ensayos de flujo lateral, no solo utilizando la cámara del dispositivo, sino también el sensor de luz o la energía suministrada por la batería del teléfono móvil. [22]
Línea de control
Si bien no es estrictamente necesario, la mayoría de las pruebas incorporarán una segunda línea que contiene un anticuerpo que recoge látex u oro libres para confirmar que la prueba ha funcionado correctamente. [ cita requerida ]
Extracción de plasma sanguíneo
Debido a que el color rojo intenso de la hemoglobina interfiere con la lectura de las pruebas de diagnóstico colorimétricas o basadas en la detección óptica, la separación del plasma sanguíneo es un primer paso común para aumentar la precisión de las pruebas de diagnóstico. El plasma se puede extraer de la sangre total mediante filtros integrados [23] o mediante aglutinación. [24]
Rapidez y sencillez
El tiempo para obtener el resultado de la prueba es un factor clave para estos productos. Las pruebas pueden tardar unos minutos en desarrollarse. Por lo general, existe una compensación entre el tiempo y la sensibilidad: las pruebas más sensibles pueden tardar más en desarrollarse. La otra ventaja clave de este formato de prueba en comparación con otros inmunoensayos es la simplicidad de la prueba, ya que normalmente requiere poca o ninguna preparación de muestra o reactivo. [ cita requerida ]
Patentes
Esta es un área altamente competitiva y varias personas reclaman patentes en el campo, más notablemente Alere (anteriormente Inverness Medical Innovations, ahora propiedad de Abbott ) que posee patentes [25] originalmente presentadas por Unipath . Un grupo de competidores está cuestionando la validez de las patentes. [26] Varias otras empresas también poseen patentes en este ámbito.
Aplicaciones
Los ensayos de flujo lateral tienen una amplia gama de aplicaciones y pueden analizar una variedad de muestras como orina, sangre, saliva, sudor, suero y otros fluidos. Actualmente los utilizan laboratorios clínicos, hospitales y médicos para realizar pruebas rápidas y precisas de moléculas diana específicas y expresión génica. Otros usos de los ensayos de flujo lateral son la seguridad alimentaria y ambiental y la medicina veterinaria para productos químicos como enfermedades y toxinas. [27] Las pruebas de frecuencia cardíaca también se utilizan comúnmente para la identificación de enfermedades como el ébola, pero la prueba de embarazo en el hogar es la más común. [ cita requerida ]
Prueba de COVID-19
Los ensayos de flujo lateral han desempeñado un papel fundamental en las pruebas de COVID-19 , ya que tienen la ventaja de ofrecer un resultado en 15 a 30 minutos. [28] La evaluación sistemática de los ensayos de flujo lateral durante la pandemia de COVID-19 [29] se inició en la Universidad de Oxford como parte de una colaboración del Reino Unido con Public Health England . Un estudio que comenzó en junio de 2020 en el Reino Unido, FALCON-C19, confirmó la sensibilidad de algunos dispositivos de flujo lateral (LFD) en este entorno. [30] [31] [32] Cuatro de los 64 LFD probados tenían características de rendimiento deseables; La prueba rápida cualitativa de antígeno Innova SARS-CoV-2, en particular, se sometió a una evaluación clínica extendida en estudios de campo y se encontró que tenía una buena detección / sensibilidad de antígeno viral con excelente especificidad, aunque las tasas de falla del kit y el impacto del entrenamiento eran problemas potenciales. [31] Después del cierre de las escuelas en enero de 2021, se introdujeron LFT quincenales en Inglaterra para maestros, alumnos y hogares de alumnos cuando las escuelas reabrieron el 8 de marzo de 2021 para pruebas asintomáticas. [33] Quincenalmente LFT estuvo disponible universalmente para todos en Inglaterra el 9 de abril de 2021. [34] Las LFT se han utilizado para pruebas masivas de COVID-19 a nivel mundial [35] [36] [37] y complementan otras medidas de salud pública para COVID-19. [38]
Algunos científicos ajenos al gobierno han expresado serias dudas sobre el uso de Innova LFD para la detección de Covid. Según Jon Deeks , profesor de bioestadística en la Universidad de Birmingham , Inglaterra, la prueba Innova es "totalmente inadecuada" para las pruebas comunitarias: "como la prueba puede pasar por alto hasta la mitad de los casos, un resultado negativo indica un riesgo reducido de Covid, pero no excluye a Covid ". [39] [40]
Referencias
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