Uma inovação na Purdue University poderia permitir a detecção altamente sensível de uma doença infecciosa, como HIV ou tosse convulsa, usando um sistema de baixo custo, automatizado, teste point-of-care semelhante na embalagem a um teste de gravidez.

O teste em papel pode permitir a detecção ultrassensível de patógenos com interação mínima do usuário e sem ter que enviar o teste para um laboratório e esperar pelos resultados.

Jacqueline Linnes, um professor assistente na Escola Weldon de Engenharia Biomédica de Purdue, está desenvolvendo a tecnologia usando testes de amplificação de ácido nucleico (NAAT) em papel, que é uma técnica molecular usada para detectar um determinado vírus ou patógeno bacteriano em uma amostra de sangue, tecido ou fluido corporal. Outros co-inventores da tecnologia são Megan Chiu e Rui Shen, dois alunos de graduação, e Elizabeth Phillips, Kristin Byers e Orlando Hoilett, estudantes de graduação, tudo na Faculdade de Engenharia de Purdue.

"Os NAATs existentes geralmente exigem o uso de um grande, instrumento volumoso que contém complexo, cartuchos de plástico moldados por injeção que podem custar US $ 30 ou mais, mais de duas vezes mais caro do que testes baseados em laboratório de alto rendimento, "Linnes disse.

Linnes disse que os atuais NAATs baseados em papel apresentam limitações.

"Outros laboratórios de pesquisa têm desenvolvido NAATs baseados em papel que exigem vários, etapas ativadas pelo usuário para mover a amostra da preparação para a amplificação e, em seguida, para os subsistemas de detecção, "Linnes disse." Essas etapas iniciadas pelo usuário são pontos de erro potencial que podem resultar na contaminação da amostra e no tempo não controlado das reações de amplificação. Com nossa tecnologia, pretendemos integrar cada etapa em um único, baixo custo, processo automatizado. "

O Linnes Lab é especializado no desenvolvimento de ultrassensíveis, baixo custo, diagnóstico de ponto de atendimento, aproveitando as propriedades de fluxo de fluido de papel e cera. O Linnes Lab desenvolveu uma tecnologia para imprimir válvulas de cera que abrem e fecham com aquecimento localizado para permitir reações em várias etapas em um único teste em papel.

"Diagnósticos de ponto de atendimento de etapa única, como testes de gravidez e malária, usam a ação capilar no papel para mover os fluidos ao longo de um caminho de detecção, "Linnes disse." Infelizmente, a maioria dos diagnósticos de doenças exige reações em várias etapas muito mais complicadas do que esses simples testes de papel podem realizar. "

A tecnologia que está sendo desenvolvida permite que os reagentes de amplificação sejam impressos em papel e trocados por alvos genéticos específicos, para detectar doenças diferentes ou até mesmo detectar o mesmo patógeno e ver se ele é resistente a antibióticos.

A inovação combate a questão de ter que incubar o patógeno por um determinado período de tempo, em seguida, mova a amostra para uma detecção separada, eliminando a interação excessiva do usuário.

"Os NAATs exigem que o patógeno de interesse seja incubado por 15-30 minutos, às vezes mais antes da detecção, "Linnes disse." Nossa tecnologia tem válvulas de cera com temperatura controlada que automatizam a fluidez do papel dentro do dispositivo. As válvulas são capazes de capturar e incubar o fluido para amplificação. Uma vez incubado, as válvulas podem ser aquecidas por resistores impressos no verso do papel para permitir que o fluido vá a jusante para um teste de fluxo lateral. Essa detecção final é tão fácil quanto visualizar uma linha em um teste de gravidez. "

Linnes disse que os componentes individuais do dispositivo foram testados com sucesso.

"Testamos cada parte do dispositivo separadamente com resultados bem-sucedidos. Nosso objetivo é fazer um teste de integração total quando estiver tudo montado este ano, "disse ela. A pesquisa original para este projeto recebeu financiamento da Fundação Bill &Melinda Gates Grand Challenges para trabalhar em um teste de plataforma para detectar o HIV." Também estamos trabalhando na detecção de cólera, uma doença diarreica infecciosa e muitas vezes fatal, no Haiti, bem como Bordetella pertussis, que é tosse convulsa. "