Você está suando e com febre e não tem ideia do motivo. Felizmente, Os cientistas do Sandia National Laboratories têm um dispositivo que pode localizar o que está errado em menos de uma hora.

Ao contrário da maioria dos dispositivos de diagnóstico médico, que podem realizar apenas um tipo de teste - testes de proteína ou de ácido nucléico - o SpinDx de Sandia agora pode realizar ambos. Isso permite identificar quase qualquer causa de doença, incluindo vírus, bactérias, toxinas ou marcadores do sistema imunológico de exposição a agentes químicos.

A nova adição de um elemento de aquecimento permite que SpinDx faça testes de ácido nucleico, que procuram por códigos genéticos encontrados em qualquer tipo de vírus, parasita ou bactéria. A tecnologia também pode detectar proteínas toxinas ao mesmo tempo, e determinar se eles estão ativos ou não - uma distinção crítica para ajustar corretamente o nível de resposta médica.

A portabilidade do dispositivo, acessibilidade, rapidez e confiabilidade são essenciais para lidar com surtos de doenças infecciosas nos locais mais afetados por elas e com menos condições de pagar um laboratório com instrumentos tradicionais. Em nações em desenvolvimento, diarreia é a segunda principal causa de morte em crianças menores de 5 anos, de acordo com relatórios da Organização Mundial da Saúde. Essas mortes podem ser evitadas em grande parte quando as causas são detectadas e o tratamento é administrado precocemente.

Para ajudar a salvar essas vidas, os cientistas de Sandia decidiram testar os novos recursos do SpinDx nas causas potenciais de doenças diarreicas. A pesquisa de Sandia mostra que o SpinDx detecta com sucesso toxinas e bactérias causadoras de diarreia em amostras de fezes. Os resultados desses testes foram publicados recentemente na revista Biossensores e bioeletrônica .

Girando em direção a soluções

O SpinDx se parece um pouco com um DVD player dentro de uma caixa de plástico resistente às intempéries. Possui um disco descartável que distribui gotas de cru, amostras biológicas não processadas em diferentes canais que funcionam, de acordo com o químico Chung-Yan Koh de Sandia, como "dezenas de minúsculos tubos de ensaio".

Essa etapa de distribuição automática economiza muito tempo. Chris Phaneuf, um ex-bioengenheiro Sandia explica, "em vez de soltar as amostras processadas, uma a uma, em dezenas de pequenas câmaras, você pode carregar uma amostra bruta em um único, porta central que distribui uniformemente sua amostra em todos os canais. "Phaneuf agora é engenheiro sênior de fluidos na Illumina em San Diego, onde desenvolve tecnologias para pesquisa genética.

Quando o disco gira, as amostras interagem com reagentes de teste dentro dos canais, e, como Phaneuf coloca, "se houver uma correspondência, eles vão anexar. "Em outras palavras, se houver uma interação química entre a amostra e o reagente, um laser vermelho faz com que a ponta do canal brilhe, sinalizando um agente infeccioso para uma interface de software que exibe o resultado.

Anteriormente, SpinDx realizava apenas testes de proteína, que procuram proteínas específicas do patógeno e anticorpos. Os anticorpos são proteínas fabricadas pelo sistema imunológico em resposta a infecções. Quando os vírus mais tarde desaparecem do sangue, os anticorpos que os liberaram ainda são detectáveis. Os testes de proteína também podem identificar toxinas letais como a neurotoxina botulínica, uma colher de chá tem o potencial de matar cerca de 100 milhões de pessoas, de acordo com Phaneuf.

Acendendo uma LÂMPADA nos sintomas

Graças ao seu novo elemento de aquecimento e capacidade de fazer um novo ensaio, O SpinDx pode realizar testes de ácido nucléico capazes de identificar o vírus ou bactéria responsável por causar sintomas como diarreia. "É muito mais rápido detectar o patógeno causador em uma amostra do que esperar que um corpo produza anticorpos para uma infecção, "Phaneuf disse." Ser capaz de fazer os dois tipos de testes pinta o quadro mais completo do que está no sistema de uma pessoa. "

O teste viral convencional (via reação em cadeia da polimerase ou PCR) requer aquecimento e resfriamento de uma amostra biológica muitas vezes para multiplicar qualquer DNA ou RNA viral para níveis detectáveis. Phaneuf e Koh implementaram um novo ensaio desenvolvido pela Sandia e esquema de detecção na atualização SpinDx, que usa química que exige que a amostra seja aquecida apenas uma vez.

Em outros sistemas, o método de amplificação isotérmica mediada por loop (LAMP) de aquecimento de uma amostra ocorre no topo de um pequeno bloco de aquecimento que cria um único, temperatura uniforme dentro de um dispositivo. SpinDx usa um minúsculo emissor de calor infravermelho que paira na parte superior do dispositivo, visando a parte do disco giratório que executa o teste e em nenhum outro lugar.

Ser capaz de controlar o fluxo de calor permite diferentes zonas de temperatura dentro do SpinDx, permitindo os testes simultâneos de ácido nucléico e proteína. Os testes de ácido nucleico requerem uma temperatura que normalmente destruiria as proteínas de uma amostra.

Uma revolução diagnóstica

SpinDx foi licenciado por parceiros da indústria (consulte a página 34) para usos tão diversos quanto testes de fertilidade masculina e monitoramento de segurança do abastecimento de água. Com seus novos recursos, a tecnologia tem o potencial de melhorar os problemas de diagnóstico em ambientes ao redor do mundo, e não apenas para humanos.

Phaneuf descreveu um vírus altamente contagioso que assola cabras e ovelhas em partes do mundo onde esses animais são fundamentais para a subsistência das pessoas. Essas comunidades muitas vezes não têm acesso a um laboratório, mas essa ferramenta poderia diagnosticar rapidamente seus animais e permitir o tratamento adequado.

Sandia também está usando a tecnologia para pesquisas em aplicações tão diversas quanto bioenergia e detecção de guerra química. No caso antigo, cientistas estão usando SpinDx para procurar predadores que podem causar a queda de algas sendo cultivadas para biocombustíveis e produtos químicos renováveis.

No último caso, Koh está testando soldados quanto à exposição a agentes de guerra química. O projeto financiado pela Defense Threat Reduction Agency usará o SpinDx para pesquisar biomarcadores de exposição. O controle de temperatura nesta pesquisa é essencial, porque torna o teste mais preciso, Koh disse.

Além disso, há uma janela muito curta para tratamento caso um soldado seja exposto a um agente químico. A velocidade com que o SpinDx pode fornecer resultados pode ajudar a garantir que o tratamento seja administrado a tempo de ser eficaz.

A capacidade de conduzir com precisão todos esses testes ao mesmo tempo em um dispositivo portátil e ler os resultados em uma hora ou menos diferencia o SpinDx de outros sistemas disponíveis. Tradicionalmente, esses resultados exigiram um laboratório bem equipado com técnicos experientes.

Koh e Phaneuf dizem que gostariam de ver baterias e painéis solares adicionados ao SpinDx, tornando-o implantável em quase qualquer lugar. Pode até mesmo um dia ajudar um médico a determinar rapidamente se seus sintomas de doença são decorrentes de gripe, sua comida, ou algo totalmente diferente.