Una prueba de flujo lateral ( LFT ), [1] es un ensayo también conocido como dispositivo de flujo lateral ( LFD ), ensayo inmunocromatográfico de flujo lateral o prueba rápida . Es un dispositivo simple destinado a detectar la presencia de una sustancia objetivo en una muestra líquida sin la necesidad de equipo especializado y costoso. Las LFT se utilizan ampliamente en diagnósticos médicos en el hogar, en el punto de atención y en el laboratorio. Por ejemplo, la prueba de embarazo casera es una LFT que detecta una hormona específica. Estas pruebas son simples y económicas y generalmente muestran resultados en alrededor de cinco a treinta minutos. [2] Muchas aplicaciones de laboratorio aumentan la sensibilidad de las LFT simples al emplear equipo dedicado adicional. [3] Debido a que la sustancia objetivo es a menudo un antígeno biológico , muchas pruebas de flujo lateral son pruebas rápidas de antígenos (RAT o ART).
Las pruebas de función hepática funcionan con los mismos principios de cromatografía de afinidad que los ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas ( ELISA ). En esencia, estas pruebas hacen pasar 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] Cada una de estas almohadillas tiene la capacidad de transportar fluido (por ejemplo, orina, sangre, saliva) de forma espontánea. [8]
La almohadilla de muestra actúa como una esponja y retiene un exceso de líquido de muestra. Una vez empapada, el líquido fluye hacia la segunda almohadilla conjugada en la que el fabricante ha almacenado partículas bioactivas liofilizadas llamadas conjugados (ver más abajo) en una matriz de sal y azúcar. La almohadilla conjugada contiene todos los reactivos necesarios para una reacción química optimizada entre la molécula objetivo (por ejemplo, un antígeno ) y su compañero químico (por ejemplo, un 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 fluido a través de la almohadilla conjugada y si las biomoléculas en la almohadilla conjugada están activas. Después de pasar por estas zonas de reacción, el líquido ingresa al material poroso final, la mecha, que simplemente actúa como un contenedor de desechos.
Las LFT pueden funcionar como ensayos competitivos o tipo sándwich .
Las LFT se derivan de la cromatografía en papel , que fue desarrollada en 1943 por Martin y Synge , [9] y elaborada en 1944 por Consden, Gordon y Martin. [10] [11] Hubo una explosión de actividad en este campo después de 1945. [9] La tecnología ELISA se desarrolló en 1971. [12] Armkel LLC presentó un conjunto de patentes LFT, incluida la litigada US 6,485,982 descrita a continuación, a partir de 1988. [13]
En principio, se puede utilizar cualquier partícula coloreada, pero las más utilizadas son las de látex (color azul) o las partículas de oro de tamaño nanométrico [14] (color rojo). Las partículas de oro son de color rojo debido a la resonancia plasmónica superficial localizada [15] . También se pueden utilizar partículas marcadas con fluorescencia [16] o magnéticas [17] [18] , pero estas requieren el uso de un lector electrónico para evaluar el resultado de la prueba.
Los ensayos sándwich se utilizan generalmente para analitos más grandes porque tienden a tener múltiples sitios de unión. [19] A medida que la muestra migra a través del ensayo, primero encuentra un conjugado, que es un anticuerpo específico para el analito objetivo marcado con una etiqueta visual, generalmente oro coloidal. Los anticuerpos se unen al analito objetivo dentro de la muestra y migran juntos hasta que alcanzan la línea de prueba. La línea de prueba también contiene anticuerpos inmovilizados específicos para el analito objetivo, que se unen a las moléculas conjugadas unidas al analito migrado. La línea de prueba luego presenta un cambio visual debido a la etiqueta visual concentrada, lo que confirma la presencia de las moléculas objetivo. La mayoría de los ensayos sándwich también tienen una línea de control que aparecerá independientemente de si el analito objetivo está presente o no para garantizar el funcionamiento adecuado de la almohadilla de flujo lateral. [2]
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.
Los ensayos competitivos se utilizan generalmente para analitos más pequeños, ya que estos tienen menos sitios de unión. [19] 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 objetivo no está en la muestra, el anticuerpo no unido se unirá a estas moléculas de analito fijadas, lo que significa que se mostrará un marcador visual. Por el contrario, cuando el analito objetivo está presente en la muestra, se une a los anticuerpos para evitar que se unan al analito fijado en la línea de prueba y, por lo tanto, no se muestra ningún marcador visual. Esto se diferencia de los ensayos sándwich en que la ausencia de banda significa que el analito está presente. [2] [19]
La mayoría de los LFT están diseñados 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 completamente 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. Mediante el uso de algoritmos de procesamiento de imágenes diseñados específicamente para un tipo de prueba y medio en particular, las intensidades de las líneas se pueden correlacionar con las concentraciones de analito. Una de estas plataformas de dispositivos de flujo lateral portátiles está fabricada por Detekt Biomedical LLC [20] . Las técnicas alternativas no ópticas también pueden informar los resultados de los ensayos cuantitativos. Un ejemplo de ello es un inmunoensayo magnético (MIA) en forma de 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, el bombeo capilar con un caudal constante independiente de la viscosidad del líquido y de la energía superficial . [6] [21] [22] [23]
La mayoría de las pruebas incorporan una segunda línea que contiene otro anticuerpo (que no es específico del analito) que se une a algunas de las partículas coloreadas restantes que no se unieron a la línea de prueba. Esto confirma que el fluido ha pasado con éxito desde la almohadilla de aplicación de la muestra hasta la línea de prueba. [2] Al dar confirmación de que la muestra ha tenido la oportunidad de interactuar con la línea de prueba, aumenta la confianza de que una línea de prueba visiblemente inalterada puede interpretarse como un resultado negativo (o que una línea de prueba modificada puede interpretarse como un resultado negativo en un ensayo competitivo).
Debido a que el color rojo intenso de la hemoglobina interfiere con la lectura de las pruebas diagnósticas basadas en detección óptica o colorimétrica , la separación del plasma sanguíneo es un primer paso común para aumentar la precisión de las pruebas diagnósticas. El plasma se puede extraer de la sangre completa mediante filtros integrados [24] o mediante aglutinación. [25]
El tiempo necesario para obtener el resultado de la prueba es un factor clave para estos productos. Los resultados de las pruebas pueden estar disponibles en tan solo unos minutos. Generalmente, existe un equilibrio 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 la muestra o del reactivo. [26]
Se trata de un área altamente competitiva y varias personas reclaman patentes en el campo, en particular Alere (anteriormente Inverness Medical Innovations, ahora propiedad de Abbott ), que posee patentes [13] presentadas originalmente por Unipath . La patente estadounidense 6.485.982, que ha sido litigada, expiró en 2019. Varias otras empresas también poseen patentes en este ámbito. Un grupo de competidores está impugnando la validez de las patentes. [27] La patente original es aparentemente de 1988. [28] [29]
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 objetivo específicas y expresión genética. Otros usos de los ensayos de flujo lateral son la seguridad alimentaria y ambiental y la medicina veterinaria para detectar sustancias químicas como enfermedades y toxinas. [2] Las pruebas de función hepática también se utilizan comúnmente para la identificación de enfermedades como el ébola, pero las pruebas de función hepática más comunes son las pruebas de embarazo en el hogar [2] y las pruebas de SARS-CoV-2.
Los ensayos de flujo lateral han desempeñado un papel fundamental en las pruebas de COVID-19 , ya que tienen el beneficio de entregar un resultado en 15 a 30 minutos. [30] La evaluación sistemática de los ensayos de flujo lateral durante la pandemia de COVID-19 [31] 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. [32] [33] [34] Cuatro de los 64 LFD probados tenían características de rendimiento deseables según estas primeras pruebas; la prueba cualitativa rápida de antígeno Innova SARS-CoV-2 tuvo un rendimiento moderado [34] en la detección/sensibilidad del antígeno viral con una especificidad excelente, aunque las tasas de falla del kit y el impacto de la capacitación fueron problemas potenciales. [33] La especificidad de la prueba Innova se publicita más ampliamente, pero la sensibilidad en los ensayos de fase 4 fue del 50,1%. [35] Esto describe un dispositivo para el cual uno de cada dos pacientes infectados con COVID-19 y evaluados en condiciones del mundo real recibiría un resultado falso negativo . Después del cierre de las escuelas en enero de 2021, se introdujeron pruebas de función hepática quincenales en Inglaterra para maestros, alumnos y hogares de alumnos cuando las escuelas reabrieron el 8 de marzo de 2021 para pruebas asintomáticas. [36] Las pruebas de función hepática quincenales se pusieron a disposición universalmente para todos en Inglaterra el 9 de abril de 2021. [37] Las pruebas de función hepática se han utilizado para pruebas masivas de COVID-19 a nivel mundial [38] [39] [40] y complementan otras medidas de salud pública para COVID-19. [41]
A finales de 2020, algunos científicos ajenos al gobierno expresaron serias dudas sobre el uso de los dispositivos de diagnóstico por imagen Innova para la detección de la COVID-19. Según Jon Deeks , profesor de bioestadística de la Universidad de Birmingham (Inglaterra), la prueba Innova es "totalmente inadecuada" para las pruebas comunitarias: "dado que la prueba puede pasar por alto hasta la mitad de los casos, un resultado negativo indica un riesgo reducido de COVID-19, pero no excluye la COVID-19". [42] [43]
La sensibilidad de las pruebas utilizadas en 2022 fue de alrededor del 70%. [44]
Ensayos de flujo lateral, también conocidos como ensayos inmunocromatográficos de flujo lateral [...] La tecnología se basa en una serie de lechos capilares; como trozos de papel poroso, polímero microestructurado o polímero sinterizado. Cada uno de estos elementos tiene la capacidad de transportar fluido (por ejemplo, orina), de forma espontánea.