Um desejo por um mais simples, A maneira mais barata de fazer testes laboratoriais comuns para diagnósticos médicos e evitar "lavar a louça" levou os pesquisadores da Universidade de Connecticut a desenvolver uma nova tecnologia que reduz custo e tempo.

Sua tecnologia baseada em pipetas também pode ajudar a disponibilizar certos testes médicos em áreas rurais ou remotas, onde os métodos tradicionais podem ser proibitivamente caros e complicados de conduzir.

O teste de ponta de pipeta impressa em 3D desenvolvido pelos pesquisadores potencializa o que "há muito tempo é o padrão ouro para medir proteínas, patógenos, anticorpos e outras biomoléculas em matrizes complexas, ", dizem eles. O método ainda emprega o ensaio de imunoabsorção enzimática, também conhecido como ELISA, mas por uma rota diferente. Eles detalharam suas descobertas em um artigo publicado recentemente online em Química Analítica .

Por 30 anos ou mais, ELISA tem sido usado para testar sangue, células e outras amostras biológicas para tudo, de certos cânceres ao HIV, da doença de Lyme à anemia perniciosa.

Os testes ELISA tradicionais são realizados em placas com 96 micro-poços; cada poço funciona como uma câmara de teste separada, onde as amostras podem ser combinadas com vários agentes que irão reagir com a amostra, normalmente mudando a cor. Os técnicos podem então analisar se uma amostra contém indicadores de uma doença ou condição específica, dependendo da intensidade da cor produzida durante a reação.

Embora eficaz e preciso, o equipamento usado para executar o ELISA é caro - muitas vezes custa milhares de dólares para instalar em um laboratório - e requer treinamento especializado para conduzir os testes, pois técnicas impróprias podem levar a resultados incorretos. Os agentes usados ​​nos testes reais - geralmente várias formas de anticorpos - também podem ser caros.

Como muitos laboratórios de pesquisa, Laboratório de química de James Rusling, onde o assistente de pesquisa Mohamed Sharafeldin e seu principal colaborador, Karteek Kadimisetty '18 Ph.D., conduziu seu trabalho, não tem uma máquina de lavar ELISA automatizada, o que significa que as placas usadas para testes devem ser lavadas manualmente - um processo demorado e difícil.

"As técnicas de lavagem ELISA demoram uma eternidade, "disse Sharafeldin, que atualmente está fazendo seu doutorado em química. "É muito difícil, especialmente em um laboratório como o nosso. Não temos esse tipo de máquina de lavar extravagante. "

Quando Kadimisetty estava executando ELISA um dia, Ele mencionou, "Gostaria que fazer o ELISA fosse tão simples quanto pipetar." Esse comentário improvisado foi o ímpeto para o que se seguiu:um design para um adaptador impresso em 3-D para pipetas comumente usadas que poderia executar um teste ELISA direto na ponta da pipeta, sem a necessidade de uma placa ELISA tradicional e do equipamento caro que a acompanha.

Cada ponta de pipeta descartável representa um micro-poço em uma placa de ELISA; os pesquisadores também desenvolveram uma versão com várias pontas que permite que oito pontas sejam pipetadas ao mesmo tempo. As pontas se encaixam perfeitamente na maioria das pipetas usadas em configurações de laboratório, tornando o manuseio de fluidos muito mais fácil do que com a placa ELISA padrão.

"Não queríamos fazer uma grande mudança no ELISA tradicional; apenas fizemos a engenharia, mudanças controladas, "Sharafeldin disse." Então, o básico é o mesmo. Usamos os mesmos anticorpos nas mesmas concentrações que eles usam com ELISA convencional ou tradicional, portanto, estamos usando os mesmos protocolos. Tudo o que pode ser executado por ELISA normal pode ser executado por este, com a vantagem de ser mais barato, muito mais rápido e acessível. "

Os pesquisadores testaram as pontas das pipetas em amostras de pacientes com câncer de próstata e descobriram que não apenas os resultados dos testes das pontas eram tão precisos quanto os testes ELISA, eles foram capazes de conduzir os testes com um décimo da quantidade do agente de teste - reduzindo significativamente o custo geral do teste - e em uma fração do tempo. Testes conduzidos por diferentes usuários com diferentes níveis de habilidade acabaram demonstrando os mesmos resultados.

Micro-poços de placa ELISA tradicionais contêm 400 microlitros de fluidos cada, mas as reações necessárias para medir os resultados dos testes ocorrem apenas nas paredes de plástico do poço. Embora as pontas ELISA impressas em 3D contenham apenas 50 microlitros, o design do reservatório dentro da ponta aumenta drasticamente a área de superfície onde ocorrem as reações, permitindo que os pesquisadores usem muito menos dos anticorpos caros usados ​​para realizar o teste, e reduzindo significativamente o tempo necessário para processar o teste e ler os resultados.

“Aqui temos uma câmara onde a reação acontece em todos os pontos, "Sharafeldin disse, referindo-se ao design da ponta da pipeta. "Isso reduz o tempo do ensaio, o que é importante, porque o ensaio ELISA leva de cinco a oito horas para ser executado. Este pode ser executado em 90 minutos. "

As pontas de pipeta também não requerem um leitor de placas caro ou sofisticado para determinar os resultados do teste, como os testes ELISA fazem. Nos ensaios com as amostras de câncer de próstata, Os resultados da ponta da pipeta foram lidos com precisão tirando uma foto do celular e usando um aplicativo gratuito que mede a intensidade das cores na imagem.

O benefício, Sharafeldin disse, é que o usuário que realiza o teste com as pontas de pipeta não precisa ser um cientista; eles só precisam de instruções simples de pipetagem, em seguida, tirar uma fotografia e enviá-la a um técnico que poderia ler remotamente os resultados para ajudar a fazer um diagnóstico - potencialmente fornecendo novos, opções de teste de baixo custo em áreas rurais ou isoladas onde estabelecer um laboratório ELISA tradicional seria desafiador e caro.

Embora o teste de amostra adicional seja necessário, Sharafeldin está otimista sobre o potencial futuro do design da ponta da pipeta para reduzir custos. Ele também está se envolvendo com engenheiros para projetar um sistema automatizado, pipeta assistida a vácuo que facilitaria ainda mais o uso das pontas de pipeta e a realização de testes de ELISA, e estaria disponível por um custo significativamente menor do que o equipamento ELISA tradicional.