Un equipo de científicos del Scripps Research ha desarrollado un microchip innovador que permite analizar cómo interactúan los anticuerpos de una persona con los virus, utilizando tan solo una gota de sangre. Esta tecnología promete proporcionar a los investigadores una comprensión más rápida y clara, lo que podría acelerar el desarrollo de vacunas y el descubrimiento de anticuerpos.
Andrew Ward, profesor en el Departamento de Biología Estructural y Computacional del Scripps Research y autor principal del estudio publicado en Nature Biomedical Engineering el 3 de junio de 2025, señala: «Esto nos permite tomar una instantánea rápida de cómo evolucionan los anticuerpos tras la exposición a una vacuna o un patógeno. Nunca habíamos podido hacerlo en este intervalo de tiempo o con tan pequeñas cantidades de sangre antes».
Cuando una persona está infectada por un virus o recibe una vacuna, su sistema inmunológico produce nuevos anticuerpos para reconocer al invasor. Algunos de estos anticuerpos son efectivos contra el patógeno, mientras que otros tienen una unión más débil. Identificar las partes exactas del virus a las que se unen los anticuerpos más eficaces es crucial para los científicos que buscan optimizar las vacunas, ya que su objetivo es diseñar vacunas que generen respuestas inmunitarias sólidas y fiables.
Leigh Sewall, estudiante de posgrado en Scripps Research y primer autor del estudio, comenta: «Si sabemos qué anticuerpos están provocando la respuesta más protectora contra un virus, podemos diseñar nuevas vacunas que estimulen esos anticuerpos».
Avances en el mapeo de epítopos
En 2018, el laboratorio de Ward presentó una técnica conocida como mapeo de epítopos polivalentes basado en microscopía electrónica (EMPEM). Aunque revolucionaria, esta metodología presentaba desventajas: tardaba una semana completa y requería cantidades relativamente grandes de sangre.
Alba Torrents de la Peña, científica del Scripps Research que participó en el desarrollo de esta nueva técnica, explica: «Durante la pandemia de COVID-19, realmente quisimos encontrar una manera de hacer esto más rápido. Decidimos diseñar algo desde cero».
Con el nuevo sistema, denominado mapeo de epítopos polivalentes basado en microscopía electrónica microfluídica (mEM), los investigadores comienzan con cuatro microlitros de sangre extraída de un humano o un animal, lo que equivale a aproximadamente cien veces menos que lo que se requería en el EMPEM original. La sangre se inyecta en un pequeño chip reutilizable donde se adhieren proteínas virales a una superficie especial. A medida que la sangre fluye a través del chip, los anticuerpos reconocen y se unen a estas proteínas. Posteriormente, las proteínas virales, junto con los anticuerpos adheridos, se liberan suavemente del chip y se preparan para ser visualizadas mediante microscopía electrónica convencional. Todo el proceso dura apenas 90 minutos.
Para probar la eficacia del sistema mEM, el equipo de investigación utilizó esta técnica para mapear anticuerpos en humanos y ratones que habían sido vacunados o infectados con virus, incluidos el de la influenza, el SARS-CoV-2 y el VIH. El nuevo método no solo es rápido en el mapeo de las interacciones entre los anticuerpos y estos virus, sino que también es más sensible que el EMPEM, revelando nuevos sitios de unión de anticuerpos en las proteínas de la influenza y coronavirus que no habían sido detectados anteriormente.
Los investigadores ahora están trabajando en la automatización y multiplicación del sistema, lo que podría permitir procesar docenas de muestras en paralelo. En última instancia, se espera que el mEM se convierta en una herramienta ampliamente adoptada para monitorizar y guiar el desarrollo de vacunas contra patógenos que van desde los coronavirus hasta la malaria.
Torrents de la Peña concluye: «Esta tecnología es útil en cualquier situación donde se disponga de un volumen de muestra realmente limitado o donde se necesiten resultados iniciales rápidamente. Esperamos que este método se vuelva accesible para más investigadores a medida que se simplifique y optimice».
