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O teste COVID-19 para smartphone portátil fornece resultados em menos de 40 minutos

O teste COVID-19 para smartphone portátil fornece resultados em menos de 40 minutos

Os cientistas desenvolveram um teste COVID-19 rápido e portátil que pode fornecer resultados em um smartphone. Seus desenvolvedores afirmam que ele poderia ampliar o acesso a testes acessíveis em regiões que carecem de experiência, infraestrutura e equipamentos especializados para testes laboratoriais.

Novos testes COVID-19 portáteis fornecem resultados rapidamente e podem tornar os testes mais acessíveis.
Crédito da imagem: Getty Images

Em 3 de setembro de 2020, o SARS-CoV-2 - o coronavírus que causa o COVID-19 - infectou mais de 26 milhões de pessoas em todo o mundo . Testes precisos são essenciais para controlar o vírus e reduzir a transmissão.

Atualmente, o teste da reação em cadeia da polimerase da transcrição reversa em tempo real (RT-PCR) é a melhor forma de testar a infecção por SARS-CoV-2.

Nesse teste, o RNA - uma molécula de fita simples - passa por transcrição reversa. Nesse processo, uma enzima converte o RNA em DNA de fita dupla.

Após a transcrição reversa, os cientistas copiam regiões específicas do genoma, usando o processo de PCR. Em seguida, eles introduzem primers, que são pequenas seções de DNA que se ligam a determinadas sequências de DNA do genoma SARS-CoV-2.

Os cientistas então inserem um corante fluorescente (também chamado de sonda), a amostra de swab e o primer em uma máquina de PCR. Os cientistas registram a amostra como positiva para SARS-CoV-2 se aparecerem marcas de sinal fluorescentes.

Os Estados Unidos, Europa e Ásia usam amplamente os testes RT-PCR. Embora esses testes padrão sejam altamente escalonáveis, sua maior limitação é que eles exigem uma configuração de laboratório.

O teste precisa passar por diferentes temperaturas em cada ciclo para amplificar o material genético viral para que os cientistas possam analisá-lo. Isso aumenta o tempo de espera pelos resultados em regiões que não têm acesso à infraestrutura e ao conhecimento necessário para os testes de RT-PCR.

Considerando essas limitações, um grupo de pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign decidiu projetar um teste barato, rápido e portátil.

Em um estudo publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences , a equipe de Illinois explicou como desenvolveu um teste de protótipo. De acordo com o estudo, o teste pode detectar o vírus SARS-CoV-2 em menos de 40 minutos usando um leitor portátil, cartucho fabricado em 3D e um smartphone.

Reduzindo o tempo de espera

Em vez de depender da amplificação do material genético viral executando-o por 35-40 ciclos diferentes com temperaturas variadas, o novo teste de protótipo usa um processo muito mais simples.

Conhecido como amplificação isotérmica mediada por loop (LAMP), os cientistas desenvolveram este método de teste há 20 anos e o usaram como uma alternativa mais econômica para amplificar o DNA.

Cientistas já usaram essa técnica para detectar o DNA na tuberculose e na malária .

Mais recentemente, os cientistas desenvolveram RT-LAMP (transcrição reversa-LAMP) para detectar RNA em vírus, como o HIV .

O teste funciona aquecendo uma amostra a 149 ° F (65 ° C), o que inativa todos os vírus presentes. Os pesquisadores então abrem o vírus e detectam a sequência genética que identifica o SARS-CoV-2.

A principal limitação do método RT-LAMP é que ele requer o desenvolvimento complexo de quatro a seis primers direcionados a seis a oito regiões diferentes do material genético do vírus, em comparação com dois primers para o teste de RT-PCR.

Relatórios indicam que RT-LAMP é menos sensível do que um teste de PCR tradicional e não pode detectar um vírus que está presente em níveis baixos.

Apesar dessa limitação, os pesquisadores usaram o método RT-LAMP porque não requer termocicladores comerciais. Os termocicladores amplificam amostras de RNA e DNA durante a técnica de PCR.

Além disso, o procedimento RT-LAMP não requer múltiplas etapas para atração viral e pode contar com cartuchos descartáveis.

Os pesquisadores construíram seu protótipo a partir de componentes disponíveis comercialmente que incluíam um cartucho impresso em 3D e um leitor ótico baseado em smartphone. Eles demonstraram a viabilidade desse sistema de diagnóstico testando 20 esfregaços de nariz, 10 dos quais foram positivos para SARs CoV-2.

Eles colocaram os cotonetes em uma solução de meio de transporte viral, que agitou os vírus suavemente para que eles passassem do cotonete para a solução. Eles então lisaram termicamente, ou incubaram, uma porção da amostra a 95ºC por 1 minuto.

Em seguida, eles carregaram a amostra e os reagentes RT-LAMP em seringas de 1 mililitro (ml) e 5 ml e injetaram os componentes no cartucho microfluídico impresso em 3D.

O operador então coloca o cartucho dentro do berço do smartphone portátil com uma câmara de aquecimento. Quando o cartucho atinge 65ºC, os resultados aparecem na base do smartphone em 30–40 minutos.

Se o smartphone emitir uma luz fluorescente, isso denota um teste positivo. O teste detectou corretamente o SARS-CoV-2 em todas as 10 amostras clínicas do meio de transporte viral.

Neste vídeo , a equipe demonstra como funciona o teste portátil.

Em seu artigo, os autores propõem que o teste de ponto de atendimento "é projetado para acessibilidade e potencial para aumento de escala". Eles continuam:

“Esta abordagem pode permitir a implantação escalonável de diagnósticos COVID-19 sem infraestrutura e recursos de nível de laboratório, especialmente em locais onde um diagnóstico é necessário no ponto de coleta, como escolas, instalações que cuidam de idosos ou deficientes, ou esportes eventos. ”

Os pesquisadores agora estão trabalhando com a Fast Radius Inc., uma empresa de tecnologia com sede em Chicago, para fabricar os cartuchos microfluídicos.

Um dos autores, William King, foi cofundador da empresa.

Escrito por Anuradha Varanasi - Fato verificado por Hilary Guite, FFPH, MRCGP- MedcalNewsToday

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