Entrevista

ARBEN MERKOÇI

Director del grup de nanobioelèctronica i sensors de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

“Ens cal un test ràpid i barat que arribi a tothom”

Tenir una vacuna és ara una de les prioritats, però hi ha molts científics, entre ells el professor Arben Merkoçi, que treballen en una altra batalla: la d’aconseguir tests de diagnòstic ràpids i barats, una eina imprescindible per a aquesta i per a futures pandèmies

RESPOSTA GLOBAL
“Davant d’una pandèmia no hi pot haver interessos de grups, o interessos polítics”
UN TEST SENZILL I BARAT
“Dissenyem un test que amb una tira de paper i una petita gota de sang ens pugui dir si estem infectats”
CONTROLAR L’EPIDÈMIA
“Fins i tot en el millor escenari, el d’una vacuna, caldrà temps per distribuir-la i ens faran falta tests per fer diagnòstics”
Des de fa anys treballa en biosensors de paper, d’ús simple i baix cost. Quina funció poden jugar en el diagnòstic de la covid-19?
Fa molts anys que treballem amb biosensors, i els de paper són una de les tecnologies que desenvolupem, però també treballem amb altres tipus de sensors. Li puc explicar quins són...
Endavant…
Per posar-li un exemple, els que desenvolupem són semblants a dos dels que la gent més coneix: un és com el biosensor de glucosa i l’altre, el de paper, és com el test d’embaràs, que també tothom coneix. Treballem amb una tecnologia semblant, però per a altres aplicacions. Poso aquests exemples perquè són dos dels biosensors que han tingut més èxit, ja que són tecnologies relativament simples i a un cost raonable. La nostra idea és fer servir una tecnologia semblant i que pugui ser útil per a altres aplicacions. En el cas del test de glucosa, el que detecta és el nivell de glucosa a la sang, i en el de l’embaràs, una hormona amb uns nivells força alts. Però què passa si el que volem detectar és una cèl·lula de càncer, o un virus quan els nivells són molt més baixos? Aquí és on centrem el nostre esforç de recerca, perquè aquestes tecnologies tinguin una sensibilitat adequada.
Quina tecnologia volen desenvolupar per a la detecció de la covid-19?
En el tema de la covid treballem amb les dues tecnologies amb la idea d’aconseguir que amb els mateixos dispositius barats, com ara els tests d’embaràs, i a ull, sense necessitat d’un laboratori, o amb un instrument simple com el test de glucosa, puguem detectar el virus. De moment, per detectar el virus ens calen instruments complexos i la tecnologia de les PCR, que amplifica l’ADN després de l’extracció de l’RNA del virus. Tot això fa que aquestes proves necessitin temps i siguin costoses. Nosaltres treballem en un sensor, en el cas del de paper, que pot costar un euro o menys.
I com avancen les investigacions?
Per detectar el virus, els paràmetres són diversos. D’una banda, hi ha la necessitat de detectar el virus sencer per mirar si en un moment determinat una persona està infectada, però també es pot detectar d’altres maneres, per exemple, mitjançant algunes proteïnes que hi ha al voltant del virus –n’hi ha normalment unes quatre–, el que se’n diu antígens. Cadascun d’aquests antígens té una abundància i respostes víriques diferents, i aquesta és una altra manera de detectar el virus.
Aquest seria el test d’antígens; l’altre, que serviria per detectar anticossos, seria com aquests tests serològics que s’utilitzen?
La detecció dels anticossos que es formen quan una persona està infectada és l’altra via, però aquí hem de tenir en compte que des del moment de la infecció apareixen anticossos diferents amb una concentració que canvia durant el temps. Els primers dies de la infecció, o set dies o dues setmanes després, la presència d’anticossos canvia de nivells, i fins i tot canvien els tipus d’anticossos. I per tant, quan es fa una anàlisi és molt important ser molt conscient què estàs detectant, estem al davant d’una situació molt complexa per poder fer la detecció del virus. Per exemple, si et fan un test serològic d’aquests que s’estan fent ara, potser et surt negatiu, i es podria donar el cas que fos un fals negatiu perquè en realitat el test busca un determinat anticòs, que no troba, però és possible que n’hi hagi d’altres. És probable que en el moment en què s’ha fet la prova el que calia era buscar un anticòs diferent, perquè els tipus d’anticossos que trobarem depenen del temps de contagi. Per tant, ens cal un test multiparamètric, que pugui detectar diferents tipus d’anticossos al mateix temps. Nosaltres intentem aconseguir un test d’aquest tipus que ens permeti un resultat correcte i útil, i evitar errors.
Agafant com a referència els tests que ja ens són familiars, podem dir que busquen, d’una banda, una alternativa barata a la PCR i de l’altra, un test més fiable que els tests serològics?
Treballem en les dues tecnologies. D’una banda, detectar el virus, com les PCR, que seria un test del tipus del de glucosa, i de l’altra, un test de paper, similar al test d’embaràs, per detectar els anticossos. Són dues tecnologies complementàries. Ara tenim una ajuda per part del CSIC per poder continuar investigant.
Si això sortís bé, amb una tira de paper, i no sé si una mostra de sang, saliva… podríem saber si ens hem infectat?
La idea és que amb aquesta tira de paper i una gota de sang, molt poca, es puguin detectar els diferents anticossos, com a mínim dos. L’altra tecnologia, l’alternativa a la PCR, es podria fer amb una mostra de saliva, o amb l’alè. En cas que funcionessin al laboratori, ens caldria una empresa interessada a invertir-hi. El primer pas és comprovar al laboratori que la tecnologia funciona, validar-ho amb proves clíniques, i després intentar fer la transferència tecnològica per portar-ho al mercat.
Hi ha alguna empresa interessada?
PaperDrop Diagnostics, una spin-off del nostre grup a l’ICN2 també hi està treballant i estem oberts a altres empreses que hi puguin col·laborar.
Els temps en ciència són els que són, però davant d’aquesta pandèmia, la pregunta sempre és: i quan podrien estar disponibles aquests tests?
Aquí més que mai estem al davant d’una situació que requereix col·laboració i menys competència entre els grups de recerca, perquè la societat necessita aquests dispositius i detectar el virus no és una cosa de rics o de pobres. És de tots.
Però podem posar-hi un temps…
Necessitem almenys un any per provar els sensors, el projecte va començar a finals de maig i en un any podríem tenir aquests tests en cas que aconseguíssim un finançament apropiat.
Si aleshores ja tenim vacuna, ens faran falta?
Tenir aquests dispositius és molt important perquè, a més de ser de baix cost, serien fàcils de distribuir i es podrien adaptar fàcilment, després, a altres aplicacions, per exemple a altres virus. Hem d’estar preparats per a altres pandèmies i per a nous escenaris. S’ha demostrat que no estàvem preparats, i amb aquests tests i només canviant el receptor, en un futur tindríem eines per actuar davant la presència de nous virus.
L’escenari d’una vacuna que arribi a tota la població sembla encara lluny. Fins a quin punt els test ràpids i barats seran la clau per evitar que la pandèmia estigui descontrolada?
Fins i tot pensant en el millor escenari, el de tenir una vacuna, caldrà temps per a la seva distribució i durant aquest temps ens faran falta els tests.
A l’ICN2, la doctora Lechuga també treballa en un sensor ràpid per detectar el virus. En què es diferencia de la seva tecnologia?
La professora Lechuga treballa amb sensors òptics, una tecnologia diferent de la que nosaltres fem servir. Ella treballa amb una tecnologia molt avançada, que té una sensibilitat molt alta. Són tecnologies complementàries, molt necessàries pel que fa a la pandèmia. La nostra tecnologia, la dels sensors de paper i la del test semblant al de glucosa, té un cost molt baix, per poder ser utilitzada com a mesura ràpida de diagnòstic, fora del laboratori, i fins i tot per poder utilitzar-la des de casa.
És important, doncs, diversificar les investigacions, més que unir els grups per treballar en una sola línia?
És important diversificar-les, perquè són tecnologies diferents. És evident que estem en contacte, treballem al mateix institut i col·laborem. La col·laboració en aquest tema és importantíssima.
En els inicis de la pandèmia ja van sortir alguns tests d’antígens que no van funcionar. Ara, Madrid ha tornat a anunciar la compra d’uns tests ràpids per fer un diagnòstic en 15 minuts. Què en sap, d’aquests tests?
Els primers es van fer molt ràpid i, o bé no es van fer bé o no es van validar, i cal sempre una validació. Tot requereix el seu temps. Sobre aquests darrers, no en tinc informació.
Quan parlem de nanotecnologia, es fa difícil d’imaginar el que vostès fan i com es manipulen elements de dimensions tan diminutes.
Aquesta tecnologia requereix instrumentació sofisticada. Estem parlant de dimensions molt petites, un nanòmetre equival a la milionèsima part del mil·límetre. Treballem amb nanopartícules d’or, o amb plaquetes de grafè… de dimensions de pocs nanòmetres, però hi ha tecnologies i mètodes per preparar aquestes partícules. Nosaltres fem servir tècniques químiques amb les quals preparem les nanopartícules d’or a partir de tècniques de síntesi. És una tecnologia molt complexa i sofisticada, però després el producte resultant és molt simple, de baix cost. Ara bé, la infraestructura, la tecnologia i els instruments que utilitzem requereixen un cost molt alt.
Estem en l’era del nanolític?
La nanotecnologia és la tecnologia del segle i està donant fruits. En l’àmbit de la salut, per exemple, hi ha nous fàrmacs que funcionen amb nanopartícules que contenen els medicaments al seu interior, i permeten l’enviament i alliberament controlat per evitar els efectes secundaris i augmentar l’eficàcia de la teràpia. Aquesta tecnologia és també la que es fa servir per als tests de la covid, tot i que alguns encara no funcionin gaire bé, estan fets a base de nanopartícules d’or. I hi ha molts altres exemples. Podríem dir que estem en l’era de la nanotecnologia.
El seu grup treballa sobretot en el camp mèdic?
El nostre enfocament principal és el desenvolupament d’aquesta tecnologia, que té aplicacions tant en el camp mèdic com en altres camps. Ara estem treballant en el tema del virus, però també participem en un gran projecte europeu sobre l’estudi del microbioma en relació amb la malaltia de la cirrosi, i la nostra funció és intentar desenvolupar tècniques de diagnòstic amb sensors en paper, de baix cost. També treballem en el camp del medi ambient i en altres camps de la indústria com el de l’alimentació.
Fa una dècada va anunciar que desenvolupaven un sensor capaç de detectar el càncer. Què ha passat?
Tenim, fins i tot patentada, una tecnologia per a la detecció de cèl·lules de càncer, i en l’àmbit de laboratori vam poder demostrar la capacitat per poder fer mesures i la detecció del càncer. Arribats a aquest punt, necessitàvem ajuda i empreses interessades per desenvolupar-la, però no vam trobar finançament. Aquests tipus de sensors podrien ser molt útils, per exemple, per fer el seguiment dels malalts i veure com evolucionen i com canvia la presència de les cèl·lules cancerígenes. No hem avançat més, perquè no hi hagut demanda ni interès per transferir aquesta tecnologia.
Tenen una tecnologia que podria detectar en pocs minuts si tenim càncer i ningú s’hi ha interessat?
El que tenim és una comprovació al laboratori, amb mostres sintètiques, però que això sigui finalment útil per desenvolupar una tecnologia i demostrar que funciona també amb mostres reals és una altra cosa i requereix encara molta investigació i, per tant, finançament. La demostració a laboratori amb mostres sintètiques és el pas inicial, un camí. Hi ha un paràmetre que defineix la maduresa d’una tecnologia amb uns valors de l’1 al 9, i en aquest cas parlem que estaríem en el nivell 1. Perquè això esdevingui una tècnica robusta i pugui arribar al mercat hem d’avançar fins al nivell 9, i per arribar-hi cal molta inversió.
L’ha decebut no poder continuar investigant en aquesta línia?
Nosaltres ja hi estem acostumats. Molta de la recerca que es fa es queda en l’àmbit del laboratori si no hi ha inversió per poder continuar-la. Sap greu, però també estem acostumats a fer recerca bàsica, demostracions molt interessants que després es queden al laboratori.
Com a científic, què li han semblant les mesures preses davant la covid-19?
Ha estat una situació complicada, el virus ens ha enganxat sense gaire preparació: un virus nou, sense tècniques de detecció i sense vacuna, que al principi generava moltes informacions contradictòries, per exemple sobre la transmissió, si calia o no l’ús de mascareta, tipus de medicaments… Per a nosaltres, com a científics, respondre a segons quines preguntes és complicat si abans no has pogut fer demostracions i comprovacions al laboratori. Davant d’aquesta situació, el missatge, la reflexió que faria, és que el més important, la clau, és escoltar la veu dels especialistes en el tema i, d’altra banda, el que ens cal és una resposta global i coordinació. En alguns moments ha faltat coordinació entre actors polítics. Hi ha hagut respostes diferents entre diferents països, com si no es tractés del mateix virus. És cert que les situacions de cada país condicionen, però hi ha certes respostes que han de ser globals. Davant d’una pandèmia no hi pot haver interessos de grups, o interessos polítics.
Hi ha hagut moments que alguns països menystenien el paper de l’OMS.
No soc expert en epidemiologia, però el rol de l’OMS és i ha de ser important per posar ordre i liderar aquesta coordinació de què parlava. Una organització d’aquest tipus hauria de tenir més influència. El més important no és donar recomanacions, sinó que siguin les més adequades i que després siguin respectades per tothom. Hi ha hagut un cert caos. Espero que també hagi servit com a lliçó.
Com intueix els mesos que venen?
Hem de ser conscients que el virus és aquí i que cal respectar les normes bàsiques de distanciament fins que hi hagi una vacunació massiva. Espero que una de les lliçons que n’hàgim après és que ens hem de preparar per a futures pandèmies.

RECERCA GRAN EN UN MÓN NAN

Arben Merkoçi (Tirana, 1961) és professor de recerca ICREA i capitaneja el grup de nanobioelectrònica i biosensors de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia de Catalunya (ICN2). Treballa amb la voluntat de dissenyar eines senzilles i barates per a aplicacions de gran transcendència com el diagnòstic de malalties. Va venir a Catalunya a fer estudis postdoctorals i després d’una estada als EUA va tornar per quedar-se. “Vaig gaudir de les beques postdoctorals del ministeri, i en tornar dels EUA va sortir la possibilitat d’accedir a beques d’investigadors com la Ramón i Cajal i vaig decidir continuar aquí. Era una posició de recerca de prestigi. Vaig anar fent i estic molt content d’estar aquí”, explica. Manté, això sí, una estreta vinculació amb el seu “primer país”, és membre de l’Acadèmia de Ciències d’Albània, i hi coordina un centre virtual de nanotecnologia. Ha centrat la seva investigació en el disseny de nous biosensors basats en nanomaterials, camp en què imparteix cursos de doctorat, i és coeditor de Biosensors and Bioelectronics, la principal revista internacional sobre aquesta matèria.

UN TEST SENZILL COM EL D’EMBARÀS

L’OMS ha advertit que no serà fàcil que l’esperada vacuna contra la covid-19 pugui arribar a tota la població abans del 2024. Davant d’aquest escenari, tenir eines per a un diagnòstic ràpid de la covid-19 serà un element clau per evitar la propagació de la pandèmia. Des de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), diversos grups experts en biosensors, com el que lidera Arben Merkoçi, treballen en aquesta línia. Una de les eines que volen desenvolupar és un test senzill i barat, amb un sensor de paper, similar a un test d’embaràs, per poder diagnosticar, fins i tot des de casa, si ens hem infectat.

NANOPAPER PER A GRANS OBJECTIUS

Arben Merkoçi i el seu equip treballen des de fa dècades en el desenvolupament de nanomaterials per a biosensors per mesurar des de la presència d’un contaminant fins a arribar a poder diagnosticar una malaltia. I ha liderat una revolució en aquest camp a partir de l’ús del nanopaper com a plataforma per a aquests sensors. Un camí que ha obert noves possibilitats en el desenvolupament de biosensors. Una diminuta i simple tira de paper, versàtil, fàcil de produir i barata, que conté una gran complexitat tecnològica i que pot facilitar el diagnòstic mèdic. Ara, com molts dels seus col·legues, treballa en la covid-19, però en la seva llista d’objectius hi ha malalties com el càncer, l’ictus i la cirrosi, un dels seus darrers projectes, en què col·labora amb un equip liderat per col·legues alemanys. Un projecte gran, de cinc anys –explica–, que té com a objectiu determinar com el microbioma afecta el desenvolupament d’aquesta malaltia del fetge i com es pot utilitzar per fer-ne un diagnòstic precoç. “Es tracta de veure quins són els paràmetres que hi poden estar relacionats per després poder desenvolupar uns sensors que permetin detectar aquests paràmetres del microbioma i poder diagnosticar de manera precoç la malaltia.”

Identificar-me. Si ja sou usuari subscriptor, us heu d'identificar. Vull ser usuari subscriptor. Per escriure un comentari cal ser usuari subscriptor.
Nota: Per aportar comentaris al web és indispensable ser usuari verificat i acceptar les Normes de Participació.
[X]

Aquest és el primer article gratuït dels 5 d'aquest mes

Ja ets subscriptor? Fes-te subscriptor per només 12 € l'any (1 €/mes)