Un test basado en CRISPR detecta la tuberculosis con una muestra tomada con un bastoncillo bucal

Investigadores de la Universidad de Tulane (Nueva Orleans, Estados Unidos) han desarrollado una prueba mejorada de tuberculosis basada en CRISPR Cas12 que funciona con un simple hisopo bucal, un avance que podría permitir un cribado más fácil y global de la enfermedad infecciosa más mortal del mundo. Los resultados se han publicado hoy en Nature Communications.

Las pruebas actuales de tuberculosis utilizan el esputo, mucosidad procedente de los pulmones y del sistema respiratorio inferior. Aunque es rico en bacterias de la tuberculosis necesarias para la detección, obtenerlo resulta difícil y lo hace ineficaz para los cribados comunitarios a gran escala.

Además, la prueba con esputo tampoco es viable en aproximadamente el 25% de los casos sintomáticos y en casi el 90% de los asintomáticos; esa laguna contribuye a que se calculen en unos 4 millones los casos de tuberculosis que quedan sin diagnosticar cada año.

El sistema se basa en la proteína Cas12a, que reconoce fragmentos específicos de ADN de Mycobacterium tuberculosis. Cuando detecta el material genético, la enzima se activa y corta moléculas señalizadoras diseñadas para liberar una señal visible. De este modo, el resultado puede leerse fácilmente en una tira reactiva, similar a las de las pruebas de covid, tras un proceso de amplificación del ADN que permite detectar cantidades mínimas de bacterias.

Adaptable a diferentes muestras y sistemas

"Decidimos usar la tecnología CRISPR Cas12 porque representa una nueva generación de diagnóstico molecular", explica a SINC Tony Hu, catedrático de Innovación Biotecnológica en Tulane y autor principal del trabajo. "Permite una alta sensibilidad y especificidad, además de ser modular y adaptable a diferentes muestras y sistemas. Con ello se abre una vía práctica para desarrollar diagnósticos accesibles, en especial para enfermedades relacionadas con la pobreza como la tuberculosis".

En el nuevo estudio, los investigadores de Tulane perfeccionaron un ensayo basado en CRISPR desarrollado anteriormente para detectar la tuberculosis en muestras con niveles muy bajos de bacterias, como heces, líquido cefalorraquídeo y frotis de lengua.

Los ensayos clínicos demostraron una mejora notable en la detección de la tuberculosis en los frotis de lengua, en comparación con las pruebas tradicionales (74% frente a 56%).

La prueba también mostró una alta sensibilidad en muestras respiratorias (93%), heces pediátricas (83%) y líquido cefalorraquídeo de adultos (93%). Dado que los niños, los pacientes con VIH y las personas con tuberculosis extrapulmonar no pueden producir esputo, la investigación supone un importante avance para ofrecer diagnósticos eficaces a partir de una variedad de muestras.

Luchar contra el infradiagnóstico

"Más de 10 millones de personas en todo el mundo enferman de tuberculosis cada año, pero el 40% de esos casos se consideran perdidos, ya que las personas no son diagnosticadas", afirma Hu. "Para encontrar esos casos, los test han de ser menos invasivos y más accesibles, con el fin de llegar al mayor número posible de personas que, de otro modo, no se someterían a ellas".

El autor principal, Zhen Huang, profesor adjunto de la Facultad de Medicina de esta universidad y primer firmante del estudio, añade que el desarrollo de una prueba viable de tuberculosis mediante un hisopo bucal podría transformar el diagnóstico en comunidades con pocos recursos. "Los frotis de lengua son indoloros, fáciles de recoger y no requieren personal médico cualificado", afirmó. "Esto haría posible cribados a gran escala".

El nuevo método CRISPR Cas12, denominado ActCRISPR-TB, aumenta la amplificación y la detección de señales genéticas del ADN de la bacteria de la tuberculosis y ofrece un sistema rápido y simplificado que puede dar un diagnóstico en menos de una hora, reiteran los autores.

Retos técnicos

El equipo tuvo que superar retos técnicos "como la interferencia entre la preamplificación y la detección con CRISPR, la estandarización de los hisopos de lengua y el desarrollo de un sistema de diagnóstico en el punto de atención", explica Hu. "Con estas mejoras, logramos un aumento de sensibilidad de hasta 40 veces respecto a formatos convencionales y un sistema validado en distintos tipos de muestras y subtipos de tuberculosis".

Para administrar la prueba sin necesidad de un laboratorio o personal médico cualificado, los investigadores desarrollaron un enfoque de "un solo paso". Al igual que en la prueba de la covid-19, se añade una muestra tomada con un hisopo a un tubo precargado con una tira reactiva y un reactivo. Ese tubo se incuba y, tras 45 minutos, unas bandas de color en la tira indican la presencia de la infección.

"Nuestro sistema optimizado tiene un gran valor para niños y pacientes inmunodeprimidos, que no siempre pueden producir esputo", comenta el investigador. "En este estudio confirmamos su sensibilidad en VIH y su compatibilidad con muestras de heces, recomendadas por la OMS para el diagnóstico pediátrico. Esto abre la puerta a un diagnóstico temprano en poblaciones de difícil acceso".

El estudio marca un nuevo paso en el esfuerzo de Hu por sacar las pruebas de tuberculosis del laboratorio y llevarlas a la comunidad. Además de demostrar que la enfermedad puede detectarse a partir de muestras distintas del esputo, el laboratorio de Tulane también ha desarrollado test rápidos que ofrecen resultados en menos de una hora en dispositivos portátiles, uno del tamaño de un teléfono inteligente y otro que no necesita electricidad.

IA y resistencia a medicamentos

Su equipo también ha empleado inteligencia artificial para detectar resistencias a los medicamentos, de modo que los pacientes reciban más rápido el tratamiento adecuado. En conjunto, estos avances dibujan una vía práctica para combatir la tuberculosis: realizar cribados a gran escala, confirmar rápidamente los resultados en el punto de atención y conectar los casos positivos con un tratamiento eficaz.

Aunque es necesario seguir investigando, Hu y Huang afirman que este estudio representa un progreso significativo. "Los próximos movimientos pasan por validar la tecnología en cohortes comunitarias, estandarizarla para grandes volúmenes y simplificarla para que pueda ser usada por personal no especializado", dice a SINC Tony Hu.

"Si queremos acabar con la tuberculosis, necesitamos herramientas que funcionen fuera del laboratorio y en las comunidades donde se propaga la enfermedad", concluye Hu.

Referencia:

Zhen Huang et al. "Sensitive pathogen DNA detection by a multi-guide RNA Cas12a assay favoring trans- versus cis-cleavage". Nature Comm, 2025

C. auris: así es el hongo mortal que lidera las infecciones en Europa