Pesquisadores de engenharia desenvolveram um dispositivo de laboratório em miniatura de última geração que usa nano esferas magnanãticas para isolar pequenaspartículas bacterianas que causam doena§as. O uso dessa nova tecnologia melhora a maneira como os médicos isolam cepas resistentes a medicamentos de infecções bacterianas e microparta­culas difa­ceis de detectar, como as que compõem o Ebola e os coronava­rus .

Ke Du e Blanca Lapizco-Encinas, pesquisadores da Faculdade Kate Gleason de Engenharia do Rochester Institute of Technology, trabalharam com uma equipe internacional para colaborar no projeto do novo sistema - um dispositivo microflua­dico, essencialmente um laboratório -lasca.

As infecções bacterianas resistentes a medicamentos estãocausando centenas de milhares de mortes em todo o mundo a cada ano, e esse número estãoaumentando continuamente. Com base em um relatório das Nações Unidas, as mortes causadas pela resistência aos antibia³ticos podem chegar a 10 milhões anualmente até2050, explicou Du.

A equipe do laboratório estãointeressada na detecção de infecção bacteriana, especialmente em fluidos corporais. Um dos principais problemas de detecção écomo melhor isolar concentrações mais altas de patógenos.

O dispositivo éum ambiente de laboratório sofisticado que pode ser usado em hospitais ou cla­nicas de campo e deve ser muito mais rápido na coleta e análise de amostras do que os filtros de membrana disponí­veis comercialmente. Seus canais amplos e rasos prendem pequenas moléculas de bactanãrias que são atraa­das por microparta­culas magnanãticas compactadas.

Essa combinação dos canais mais profundos no nano-dispositivo, aumento da taxa de fluxo de fluidos onde as bactanãrias são suspensas e a inclusão de esferas magnanãticas ao longo dos canais do dispositivo melhora o processo de captura / isolamento de amostras bacterianas. Os pesquisadores conseguiram isolar com sucesso bactanãrias de vários fluidos com um filtro de matriz baseado em micropartículas O filtro reteve aspartículas em pequenos vazios no dispositivo, proporcionando uma maior concentração de bactanãrias para análise. Uma vantagem adicional de um dispositivo menor como esse permite que várias amostras sejam testadas ao mesmo tempo.

"Podemos levar esse dispositivo porta¡til para um lago contaminado por E. coli. Poderemos coletar alguns mililitros da amostra de águae executa¡-la em nosso dispositivo para que as bactanãrias possam ficar presas e concentradas. Podemos também detecta rapidamente essas bactanãrias no dispositivo ou as libera em certos produtos químicos para analisa¡-los ", disse Du, cujo trabalho anterior se concentrou em dispositivos que usam a tecnologia de edição de genes CRISPR e no entendimento fundamental da dina¢mica flua­dica.

Juntando-se a  Lapizco-Encinas, um engenheiro biomédico com experiência em dieletroforese - um processo que usa corrente elanãtrica para separar biomoléculas -, sua colaboração proporcionou uma maior capacidade para uma melhor detecção de patógenos, especificamente para isolamento e concentração de bactanãrias e microalgas.

"Nosso objetivo não éapenas isolar e detectar bactanãrias na águae no plasma humano, mas também trabalhar com amostras de sangue total para entender e detectar infecções no sangue, como sepse. Já temos um plano concreto para isso. A idanãia éusar um par de os dispositivos de nano-peneira para isolamento seqa¼encial ", disse Lapizco-Encinas, professor associado do departamento de engenharia biomédica da RIT.

Du e Lapizco-Encinas faziam parte de uma equipe formada por engenheiros meca¢nicos e biomédicos da Rutgers, Universidade do Alabama, SUNY Binghamton e Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute, na China, para enfrentar os desafios globais das pandemias de doena§as. Os novos dados são publicados no artigo "Captura e recuperação rápida de Escherichia coli para fluidos corporais por meio de um nano dispositivo tridimensional empilhado por esferas", na revista ACS Applied Materials and Interfaces.