Digamos que deseamos identificar el moho sobre esa pizza que quedó, o hacer una prueba de paternidad muy discreta. Necesitaríamos ADN. Una gran cantidad de él. En los laboratorios se toman algunas moléculas desde una muestra bucal con un hisopo y las replican en una máquina PCR (polymerase chain reaction – reacción en cadena de la polimerasa) hasta que haya miles de millones de ellas. Pero esas máquinas cuestan de 3,000 dólares en adelante. La nueva caja de OpenPCR hace lo mismo con el costo de un iPad, y es muy fácil de usar.
Se coloca un poco de la muestra en un tubo plástico de 0,2 ml mezclándola con unos pocos microlitros de la mezcla de PCR, se deja caer el tubo en uno de los agujeros en la parte superior de la caja, y se introducen los tiempos y las temperaturas en el software de control de escritorio. Y pocas horas después y decenas de ciclos de calentamiento y de enfriamiento, se tiene suficiente ADN para la clasificación y secuenciación. Tienes una máquina de secuenciación, ¿verdad?
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés), ha revolucionado la biología molecular, permitiendo que pruebas basadas en ADN que antes tomaban meses, pudieran llevarse a cabo en unas pocas horas. Pero incluso esto es demasiado tardado para algunos propósitos. Así pues, un equipo de investigadores impacientes en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, ha logrado reducir el tiempo requerido para una reacción PCR a menos de tres minutos.
La reacción PCR se basa en un proceso de amplificación cíclica: las altas temperaturas restablecen la reacción de copias de ADN, mientras que las bajas permiten que comience una nueva secuencia de reacciones. Las proteínas que catalizan estas reacciones son de hecho muy rápidas, pero la demora proviene del tiempo necesario para llevar a las reacciones entre esas bajas y altas temperaturas. Los termocicladores calientan y enfrían tan rápido como pueden, pero aún así toma minutos pasar por un solo ciclo, y una reacción PCR dura 30 ciclos, por lo que se vuelve un proceso tardado. Esto además implica que mientras tanto, el termociclador no estará disponible para usarse en otras pruebas.
El equipo de Livermore se ocupó del calentamiento y el enfriamiento de una manera muy simple: su dispositivo dispone de dos depósitos de agua, mantenidos a las temperaturas bajas y altas requeridas durante el ciclo. El agua se bombea a través de un bloque de espuma de cobre que contiene a la muestra, permitiendo equilibrarla rápidamente a la temperatura deseada. Además eliminaron el tiempo que se ocupaba en la temperatura intermedia, calculando que las muestras pasarán ahí lo suficiente en su camino entre los dos extremos.
Esto no funciona tan bien como una reacción PCR normal, pero lo compensa con velocidad: un pequeño fragmento de ADN puede ser amplificado en 2 minutos con 18 segundos. Así, el proceso podría ayudar a diagnosticar la infección de una persona cuando aún está en la oficina o en sala de emergencias, en vez de enviarla a casa y esperar a que estén los resultados del examen.
