Veloz, testes de água acessíveis que podem ser usados ​​no local e até mesmo executados continuamente ajudarão os cientistas a identificar bactérias causadoras de doenças em menos de uma hora e potencialmente reduzir a propagação de doenças comuns, como diarreia, que mata cerca de 842, 000 pessoas todos os anos.

Centenas de milhões de amostras são testadas a cada ano para detectar bactérias nocivas na água potável e ambiental, alimentos e bebidas, mas os testes podem levar dias ou, em alguns casos, até semanas para fornecer resultados definitivos. Até então, muitas pessoas podem ter adoecido por doenças causadas por bactérias como E. coli ou legionella.

Reduzir o laboratório ao tamanho de uma impressora doméstica - e reduzir o tempo de teste para uma hora ou menos - pode ajudar a impedir surtos e manter as pessoas seguras.

Esse é o objetivo de um novo sistema que usa uma técnica chamada separação imunomagnética para localizar células de legionela em uma amostra de água potável concentrada. O grande benefício é a velocidade, porque não depende do cultivo de gerações de bactérias para atingir as concentrações necessárias para identificá-las e contá-las, o que pode levar até duas semanas para resultados confiáveis.

"Podemos concentrar e purificar a amostra magneticamente, sem qualquer cultivo ou técnicas de enriquecimento, "disse o Dr. Daniel Schaffhauser, diretor de tecnologia da rqmicro, com sede na Suíça, a empresa que desenvolveu a plataforma como parte de um projeto denominado CellCount.

"É aí que podemos economizar tempo, " ele adicionou.

Teste focado

A amostra é misturada com um coquetel de anticorpos específicos desenvolvidos pela rqmicro que são acoplados a minúsculas esferas magnéticas, bem como etiquetas fluorescentes. Uma vez que um patógeno alvo se liga ao anticorpo, um campo magnético atrai a célula frisada para longe do resto da amostra. E, ligado com a etiqueta fluorescente, ele pode ser contado em um citômetro de fluxo de alta sensibilidade - um sistema para escanear e detectar as bactérias alvo.

A plataforma usa um arranjo do tipo cartucho descartável ao longo das linhas de uma impressora doméstica, que contém os coquetéis de anticorpos e o sistema de circulação da amostra. Uma vez que nenhum líquido sai do cartucho, a amostra e os outros líquidos estão totalmente contidos em todos os momentos, eliminando o risco de contaminação ou a necessidade de desinfecção entre os testes.

O sistema de detecção foi desenvolvido para manter sua precisão em campo, ao invés das condições estáveis ​​de um laboratório de pesquisa.

Os testes focados e os procedimentos de descontaminação mais eficazes requerem menos energia e produtos químicos. O sistema pode ser usado para monitoramento quase contínuo do abastecimento de água potável e já está em uso por laboratórios de água na Europa para detectar legionela, com resultados rápidos ajudando a localizar fontes de infecção.

A Legionella pode ocorrer em sistemas de ar condicionado e abastecimento de água doméstico e pode causar infecções pulmonares graves semelhantes à pneumonia. A Alemanha agora possui leis ambientais que exigem testes de rotina de sistemas de água quente.

Dr. Schaffhauser disse que a rqmicro tem visto um grande interesse em analisar e monitorar a água usada em processos industriais e torres de resfriamento, como aqueles comuns em usinas de energia, fábricas de produtos químicos, ou refinarias.

O sistema pode ser adaptado a qualquer número de outros patógenos. "A tecnologia é muito geral, então vemos aplicações não apenas na água potável, mas também em diagnósticos microbianos mais amplos, "Dr. Schaffhauser disse.

"Onde você quiser ter uma análise microbiana, você só precisa encontrar os anticorpos certos, e o resto já está no lugar, " ele adicionou.

Os custos dos testes estão entre € 17-25, tornando-o competitivo com a maioria dos métodos de teste atuais, mas com a vantagem da velocidade. E embora o equipamento de teste seja relativamente caro, isso pode diminuir à medida que as economias de escala entram em jogo.

Em vez de fazer testes únicos quando um patógeno já foi descoberto, Contudo, outra abordagem é monitorar continuamente a água para fornecer um sistema de alerta precoce de que uma bactéria específica pode estar presente.

Este é o objetivo de outra empresa de biotecnologia com sede na Suíça, bNovate Technologies AG, que tem desenvolvido tecnologia para monitorar automaticamente e continuamente os fluxos de água em busca de bactérias problemáticas, reduzindo drasticamente o tempo de medição atual de vários dias para apenas minutos.

Seu primeiro sistema comercializado, BactoSense, conta rapidamente o número total de bactérias em uma amostra de água, um dos testes cruciais usados ​​pelas concessionárias para avaliar a qualidade da água. Por meio de um projeto chamado ColiSense Online, um instrumento de segunda geração será capaz de visar especificamente E. coli, tornando possível a realização de outro teste essencial e substituindo lento, métodos baseados na cultura que são o padrão.

"E. coli é reconhecida mundialmente como um indicador de contaminação fecal e é um teste de rotina para sistemas municipais de abastecimento de água, "disse o Dr. Luigino Grasso, Diretor de tecnologia da bNovate.

"Então, ao trazer esse tipo de teste para uma máquina compacta e automatizada que pode dar resultados rápidos, somos capazes de reduzir significativamente o custo de cada teste, " ele adicionou.

Alarme

O sistema ColiSense da bNovate opera usando um cartucho reciclável, concentração da amostra de água, coloração das células de E. coli e analisá-las para contar as bactérias presentes. O sistema visa fornecer automação, monitoramento remoto que pode disparar um alarme se os patógenos atingirem níveis problemáticos.

"Cada cartucho pode ser deixado no local para centenas de testes, "Dr. Grasso disse." Portanto, o sistema não precisa de nenhuma intervenção humana por até alguns meses, mesmo que esteja testando a água várias vezes ao dia. "

Por meio da automação e monitoramento à distância, bNovate reduziu a quantidade de intervenção humana e eliminou a necessidade de tempo de laboratório, ajudando a reduzir o preço dos testes de água BactoSense para cerca de € 1 cada - uma fração dos custos associados aos métodos de teste mais antigos. A empresa pretende atingir a mesma faixa de preço para o ColiSense.

Embora o sistema BactoSense já esteja em uso por concessionárias de água, e espera-se que o sistema ColiSense seja implementado para esses usuários também, O Dr. Grasso vê potencial para o sistema não apenas no início do sistema de purificação e distribuição de água, mas também em instalações como hospitais, onde o risco de contaminação da água pode ser alto. Pode até ser adequado para aplicações industriais, como na indústria de bebidas, fabricação de cosméticos e produtos farmacêuticos.

"Mas estamos particularmente satisfeitos com sua eficácia em ajudar a evitar que as pessoas adoeçam, fornecer um sistema de alerta precoce para (a) contaminação dos sistemas de água potável, "Dr. Grasso disse.