Basada en el uso de imágenes hiperespectrales y en el procesado de datos con estadística avanzada e inteligencia artificial, se ha aplicado con éxito en dos modelos sintéticos del SARS-CoV-2. La investigación, que continúa en humanos, ha sido financiada por el Instituto de Salud Carlos III y ha permitido patentar una técnica capaz de analizar simultáneamente numerosas muestras sin necesidad de contacto ni de reactivos
Un equipo científico español, encabezado por la Universidad de Sevilla y en el que participan el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y el Observatorio de Calar Alto (CAHA), ha diseñado y patentado una nueva técnica óptica que permite detectar la presencia de virus en gotas de fluidos y en residuos secos sobre una superficie. Los resultados han sido publicados en la revista Scientific Reports (Nature Publishing Group), y el equipo continúa trabajando activamente en el análisis de muestras humanas con SARS-CoV-2.
La nueva técnica se basa en el registro de imágenes hiperespectrales en el rango visible e infrarrojo cercano y su procesado mediante algoritmos de estadística avanzada e inteligencia artificial. Ha sido aplicada a la detección de dos tipos de virus sintéticos utilizados habitualmente como modelos del SARS-CoV-2 (lentivirus y coronavirus sintéticos) en dos fluidos (suero salino y saliva artificial).
El método diseñado utiliza tecnología de imagen hiperespectral, usada recientemente para la detección de patógenos, principalmente bacterias y hongos, en la industria agrícola y en biología. “Nuestro trabajo desarrolla y extiende esta tecnología al ámbito sanitario para la detección de virus mediante un innovador y complejo procesado. De forma resumida, el sistema registra imágenes de las muestras dispuestas en una matriz y determina las posiciones en las que se detecta la presencia de virus y su concentración”, indica Emilio Gómez González, catedrático de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla (US) que encabeza la investigación.
Esta nueva técnica permitirá el análisis rápido y sin contacto de las zonas contaminadas y, a su vez, podrá suponer un gran avance al disponer de métodos que ayuden a la limpieza y descontaminación de dispositivos médicos e instalaciones y a la reducción del contagio por contacto.
El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) participa en el proyecto a través del CODULAB, su Laboratorio Cósmico de Polvo. El laboratorio, que estudia cómo las partículas de polvo dispersan la luz, permite el estudio de objetos celestes como atmósferas planetarias o cometas, pero también de fenómenos terrestres como las tormentas de polvo o las erupciones volcánicas. “En 2020 adaptamos el CODULAB para detectar virus en superficies, y añadimos la polarimetría a las distintas técnicas ópticas que se estaban estudiando como herramienta diagnóstica para detectar el virus SARS-CoV-2 sobre superficies de distintos materiales”, apunta Olga Muñoz, investigadora del IAA-CSIC que participa en el trabajo y que dirige el CODULAB.
INVESTIGACIÓN CON FUERTE COMPONENTE ANDALUZA Y APOYO EUROPEO
El trabajo se ha desarrollado en el marco del Proyecto denominado C-CLEAN de la Convocatoria de Emergencia COVID-19 del Instituto de Salud Carlos III, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación. Esta publicación es el primer resultado divulgado de un proyecto que generó gran interés cuando se puso en marcha hace poco más de un año, en plena primera ola de la pandemia. Este proyecto se ha llevado a cabo en un tiempo muy reducido, de quince meses, y en las circunstancias extraordinariamente difíciles derivadas de la pandemia COVID-19.
En el Proyecto C-CLEAN participan más de treinta investigadores de diez instituciones diferentes: la Universidad de Sevilla, como coordinadora de la investigación, además del Grupo TEDAX-NRBQ de la Policía Nacional, los hospitales Virgen del Rocío y Virgen de la Macarena de Sevilla, el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS), la Red Andaluza de Diseño y Traslación de Terapias Avanzadas, la Universidad de Cádiz-INIBICA, el Centro Astronómico Observatorio Astronómico de Calar Alto (Almería), el Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC (Granada), la Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA) y el Proyecto HUMAINT del Joint Research Centre (JRC) de la Comisión Europea.
E. Gómez-González et al, Hyperspectral image processing for the identification and quantification of lentiviral particles in fluid samples, Scientific Reports, August 2021. https://www.nature.com/articles/s41598-021-95756-3
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)
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