Tecnologia Científica

O pesquisador da Caltech revela um sensor que detecta rapidamente o status, a gravidade e a imunidade da infecção por COVID-19
O portador do va­rus pode se sentir perfeitamente bem e realizar suas atividades dia¡rias - levar o va­rus consigo para o trabalho, para a casa de um membro da familia ou para reuniaµes públicas.
Por Emily Velasco - 02/10/2020


Quando conectado a componentes eletra´nicos de suporte, o sensor pode transmitir dados sem fio para o telefone celular do usua¡rio por meio de Bluetooth. Crédito: Caltech

Uma caracterí­stica do va­rus COVID-19 que o torna tão difa­cil de conter éque ele pode ser facilmente transmitido a outras pessoas por uma pessoa que ainda não apresentou quaisquer sinais de infecção. O portador do va­rus pode se sentir perfeitamente bem e realizar suas atividades dia¡rias - levar o va­rus consigo para o trabalho, para a casa de um membro da familia ou para reuniaµes públicas.

Uma parte crucial do esfora§o global para conter a propagação da pandemia, portanto, éo desenvolvimento de testes que podem identificar rapidamente infecções em pessoas que ainda não são sintoma¡ticas.

Agora, os pesquisadores da Caltech desenvolveram um novo tipo de teste multiplexado (um teste que combina vários tipos de dados) com um sensor de baixo custo que pode permitir o diagnóstico caseiro de uma infecção por COVID atravanãs da análise rápida de pequenos volumes de saliva ou sangue , sem o envolvimento de um profissional médico, em menos de 10 minutos.

A pesquisa foi realizada no laboratório de Wei Gao , professor assistente do departamento de engenharia médica Andrew e Peggy Cherng. Anteriormente, Gao e sua equipe desenvolveram sensores sem fio que podem monitorar condições como gota, bem como na­veis de estresse, por meio da detecção de na­veis extremamente baixos de compostos específicos no sangue, saliva ou suor.

Os sensores de Gao são feitos de grafeno, uma forma de carbono semelhante a uma folha. Uma folha de pla¡stico gravada com um laser gera uma estrutura de grafeno 3D com minaºsculos poros. Esses poros criam uma grande área desuperfÍcie no sensor, o que o tornasensívelo suficiente para detectar, com alta precisão, compostos que estãopresentes apenas em pequenas quantidades. Nesse sensor, as estruturas de grafeno são acopladas a anticorpos, moléculas do sistema imunológico sensa­veis a protea­nas especa­ficas, como as dasuperfÍcie de um va­rus COVID, por exemplo.

As versaµes anteriores do sensor eram impregnadas de anticorpos para o horma´nio cortisol, que estãoassociado ao estresse, e a¡cido aºrico, que em altas concentrações causa gota. A nova versão do sensor, que Gao chamou de SARS-CoV-2 RapidPlex, contanãm anticorpos e protea­nas que permitem detectar a presença do pra³prio va­rus; anticorpos criados pelo corpo para combater o va­rus; e marcadores químicos de inflamação, que indicam a gravidade da infecção por COVID-19.

"Nosso objetivo final érealmente o uso domanãstico", diz ele. "No ano seguinte, planejamos envia¡-los a indivíduos de alto risco para testes em casa. E, no futuro, esta plataforma pode ser modificada para outros tipos de testes de doenças infecciosas em casa."


“Esta éa única plataforma de telemedicina que vi que pode fornecer informações sobre a infecção em três tipos de dados com um aºnico sensor”, diz Gao. "Em apenas alguns minutos, podemos verificar esses na­veis simultaneamente, para termos uma visão completa sobre a infecção, incluindo infecção precoce, imunidade e gravidade."

As tecnologias de teste COVID estabelecidas geralmente levam horas ou atédias para produzir resultados. Essas tecnologias também exigem equipamentos caros e complicados, enquanto o sistema de Gao ésimples e compacto.

Atéagora, o dispositivo foi testado apenas em laboratório com um pequeno número de amostras de sangue e saliva obtidas para fins de pesquisa médica de indivíduos que tiveram resultado positivo ou negativo para COVID-19. Embora os resultados preliminares indiquem que o sensor éaltamente preciso, um teste em larga escala com pacientes do mundo real, em vez de amostras de laboratório, deve ser realizado, adverte Gao, para determinar definitivamente sua precisão.

Com o estudo piloto agora conclua­do, Gao planeja testar quanto tempo os sensores duram com uso regular e comea§ar a testa¡-los com pacientes COVID-19 hospitalizados. Apa³s os testes no hospital, ele gostaria de estudar a adequação dos testes para uso domanãstico. Apa³s o teste, o dispositivo precisara¡ receber aprovação regulamentar antes de estar dispona­vel para uso generalizado em casa.

"Nosso objetivo final érealmente o uso domanãstico", diz ele. "No ano seguinte, planejamos envia¡-los a indivíduos de alto risco para testes em casa. E, no futuro, esta plataforma pode ser modificada para outros tipos de testes de doenças infecciosas em casa."

O artigo que descreve a pesquisa, intitulado " SARS-CoV-2 RapidPlex: Uma plataforma de telemedicina multiplexada baseada em grafeno para diagnóstico e monitoramento rápido e de baixo custo COVID-19 ", foi publicado online e aparecera¡ na edição de dezembro do jornal Matter . Os coautores são ex-bolsista de pa³s-doutorado em engenharia médica Rebeca M. Torrente-Rodra­guez, estudantes de graduação em engenharia médica Heather Lukas, Jiaobing Tu (MS '20), Jihong Min (MS '19), Yiran Yang (MS '18) e Changhao Xu (MS '20); e Harry B. Rossiter do Harbor-UCLA Medical Center.

O financiamento da pesquisa foi fornecido pelo National Institutes of Health; o Programa de Pesquisa de Doena§as Relacionadas ao Tabaco, uma agaªncia estadual da Califórnia com foco na redução do uso do tabaco; o Instituto Merkin de Pesquisa Translacional; e o Translational Research Institute for Space Health.

 

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