Draper desarrollará tecnología de biovigilancia para DARPA a fin de contrarrestar la rápida propagación de patógenos

Draper desarrollará tecnología de biovigilancia para DARPA a fin de contrarrestar la rápida propagación de patógenos

 

https://www.draper.com/news-releases/draper-develop-biosurveillance-technology-darpa-counter-rapid-spread-pathogens
JUEVES 6 DE MAYO DE 2021

CAMBRIDGE, MA—Las principales enfermedades infecciosas, como el COVID-19, a menudo pasan desapercibidas hasta que se propagan. Detectar el problema en una comunidad no es fácil, en parte porque la detección de enfermedades infecciosas, que es la base para la vigilancia y el rastreo de contactos, puede llevar horas, si no días. Para agravar el problema, los ensayos de detección tradicionales están diseñados a priori, mientras que las nuevas tecnologías de biodetección han tardado en pasar del laboratorio al uso general.

Ahora, los científicos están desarrollando un dispositivo portátil que se puede configurar fácilmente para detectar miles de patógenos en minutos, no en horas. El dispositivo incorporará avances recientes en biotecnología, análisis de imágenes y microfluidos. El objetivo es mejorar la velocidad del tratamiento y mejorar el estándar de atención para el público y equipar a las fuerzas armadas con nueva tecnología de biovigilancia.

 Rachel Fezzie, bioquímica y bióloga molecular de Draper, dice que la detección de enfermedades infecciosas debe ser más rápida, de menor costo y lista para el campo. “El desarrollo de un dispositivo de diagnóstico rápido y de bajo costo que sea capaz de detectar 1000 biomarcadores en un ciclo de procesamiento es un paso importante para mejorar la detección de enfermedades infecciosas”, explica Fezzie. “Un dispositivo con la capacidad de detectar patógenos antes y en una mayor variedad mejoraría la salud pública, agregaría protecciones para las unidades militares y proporcionaría información crítica a los tomadores de decisiones médicas en cuestión de minutos”.

Fezzie y sus colegas de Draper están desarrollando una tecnología de este tipo como parte de un equipo seleccionado recientemente por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA). Dirigido por MRIGlobal, el equipo está desarrollando un dispositivo multiplexado de forma masiva (MMD) para el programa "Detect It with Gene Editing Technologies" (DIGET) de DARPA. El objetivo, dice DARPA, es incorporar editores de genes en detectores para la biovigilancia sanitaria distribuida y diagnósticos rápidos en el punto de necesidad para amenazas patógenas endémicas, emergentes y diseñadas.

La base de MMD es DETECTR™, una plataforma de detección basada en CRISPR desarrollada por Mammoth Biosciences, que es miembro del equipo de MRIGlobal. La plataforma ha demostrado ser una tecnología de diagnóstico de detección rápida que utiliza una herramienta molecular de edición de genes para encontrar una secuencia genética específica dentro de una muestra.

El MMD incorporará varias tecnologías innovadoras desarrolladas por Draper. El enrutamiento de fluidos a través del cartucho desechable estará controlado por la tecnología de válvula y bomba electromagnética patentada de Draper, ideal para aplicaciones con requisitos de bajo tamaño, peso y potencia. La experiencia demostrada de Draper en la funcionalización de sustratos de vidrio y la impresión de matrices de ADN compactas y de alta densidad informará directamente la ruta de desarrollo para escalar la química DETECTRTM de Mammoth a 1000 plex a través de una micromatriz de complejos Cas/gRNA. Cada complejo Cas/gRNA está diseñado para detectar un patógeno único.

El MMD también utilizará un nuevo enfoque para la detección óptica a través del desarrollo de un sistema miniaturizado, simple y sin lentes que no tiene partes móviles, lo que lo hace atractivo para el despliegue en el campo. La reconfiguración de la micromatriz se habilitará mediante la impresión de chips de matriz con nuevos complejos Cas/gRNA, un proceso que se espera dure 24 horas o menos.

“El MMD”, según John Julias, gerente de programa de Draper para DIGET, “busca alterar fundamentalmente el concepto de operaciones para biovigilancia y detección diagnóstica al aumentar el rendimiento, la sensibilidad y la usabilidad a niveles inigualables por las tecnologías existentes. Una sola ejecución del MMD promete proporcionar no solo identificación a nivel de especie o cepa, sino también información sobre características codificadas genéticamente, como la resistencia a los antimicrobianos, así como datos de expresión génica para indicar la gravedad de la enfermedad en una persona”.

El tiempo proyectado de muestra a respuesta de 15 minutos con el MMD permitirá realizar más ensayos en un día, lo que permitirá tomar las medidas adecuadas casi en tiempo real, explica Fezzie. "Actualmente, se necesitaría una secuenciación de próxima generación para identificar una gama tan amplia de patógenos, y eso generalmente toma días para que lo realice personal de laboratorio altamente calificado".

El trabajo DIGET de Draper cuenta con el apoyo de las divisiones de Bioingeniería, Microsistemas y Materiales Avanzados de la empresa, y es administrado por su Oficina de Programas Especiales.