Uma equipe de pesquisa da Brock University criou um robô microscópico que tem o potencial de identificar a resistência à tuberculose mais rapidamente do que os testes convencionais.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) chama a resistência aos medicamentos da tuberculose de "um obstáculo formidável" ao tratamento e prevenção de uma doença que matou 240, 000 pessoas em 2016.

A tecnologia mais recente da equipe de Brock se baseia em uma versão anterior do robô microscópico - chamada de nanomáquina de DNA tridimensional - que eles criaram em 2016 para detectar doenças em uma amostra de sangue em 30 minutos.

Nesta última versão, O time, chefiado pelo professor assistente de química Feng Li, redesenhou a nanomáquina para que pudesse descobrir mutações nos genes encontrados na bactéria que causa a tuberculose.

Li diz que a nanomáquina tem potencial para determinar, dentro de uma hora, se a bactéria da tuberculose contém ou não as mutações genéticas que os tornam resistentes ao básico, medicamentos de primeira linha prescritos para combater a tuberculose.

A OMS diz que a resistência ocorre principalmente porque os pacientes não seguem o cronograma estrito de antibióticos que precisam tomar para se curar. Os genes das células bacterianas mudam para que as bactérias possam sobreviver a futuras exposições aos mesmos antibióticos, o que significa que um tratamento de segunda linha é então necessário.

Demora um pouco até que os profissionais de saúde e os pacientes percebam que os medicamentos de primeira linha não estão funcionando, é por isso que a detecção rápida de resistência aos medicamentos é tão importante, Li diz.

"Depois de confirmar que há infecção de tuberculose, você tem que usar o diagnóstico para orientar a estratégia terapêutica, “A infecção normal e as cepas resistentes aos medicamentos requerem dois tipos de estratégias completamente diferentes”.

Li diz que os testes atuais de resistência são árduos, processo demorado que pode levar de duas a seis semanas e requer equipamento e treinamento de alto nível. Enquanto isso, a doença piora em pacientes, que também pode transmitir a doença para outras pessoas.

A nanomáquina da equipe de Brock consiste em uma partícula de 20 nanômetros feita de ouro. Cadeias de DNA curtas e longas são anexadas à partícula de ouro e essas moléculas de DNA são usadas como blocos de construção para construir e operar a nanomáquina.

O aluno de graduação Alex Guan Wang usou um modelo de simulação de computador para projetar os fios longos, que são capazes de detectar diferenças nos nucleotídeos contidos nos genes da bactéria da tuberculose. Um nucleotídeo é a unidade estrutural básica e o bloco de construção do DNA, e é dentro deles que as mutações causadas pela resistência aos medicamentos seriam encontradas.

Os curtos filamentos de DNA ligados à nanomáquina carregam repórteres de sinal fluorescente.

A nanomáquina é colocada em soro extraído de sangue humano. Se as fitas longas detectarem as mutações encontradas em nucleotídeos específicos, a máquina liga e brilha; se a amostra estiver livre de doenças, o robô permanece desligado.

A estudante de pós-graduação Yongya Li conduziu os experimentos de laboratório. Ela começou a pesquisa quando ainda era estudante de graduação.

As descobertas da equipe estão contidas em seu artigo "Engenharia guiada por simulação de uma nanomáquina de DNA tridimensional movida a enzima para discriminar variantes de nucleotídeo único, "publicado em 30 de junho na revista Ciência Química . Feng Li e seus colaboradores também produziram outro artigo de pesquisa na revista Química Analítica , descrevendo como modificar a nanomáquina para detectar doenças examinando uma série de proteínas em amostras.