p Muitos vírus, incluindo HIV e influenza A, sofrer mutação tão rapidamente que identificar vacinas ou tratamentos eficazes é como tentar atingir um alvo em movimento. Uma melhor compreensão da propagação e evolução viral em células individuais pode ajudar. Hoje, cientistas relatam uma nova técnica que pode não apenas identificar e quantificar o RNA viral em células vivas, mas também detectam pequenas mudanças nas sequências de RNA que podem dar aos vírus uma vantagem ou tornar algumas pessoas "superespalhadoras". p Os pesquisadores apresentarão seus resultados no Encontro e Expo Virtual Outono 2020 da American Chemical Society (ACS).

p "Para estudar um novo vírus como o SARS-CoV-2, é importante entender não apenas como as populações respondem ao vírus, mas como os indivíduos - sejam pessoas ou células - interagem com ele, "diz Laura Fabris, Ph.D., investigador principal do projeto. "Portanto, concentramos nossos esforços no estudo da replicação viral em células individuais, que no passado era tecnicamente desafiador. "

p Analisar células individuais em vez de grandes populações pode ajudar muito a compreender melhor muitas facetas dos surtos virais, como superespalhadores. Esse é um fenômeno no qual algumas células ou pessoas carregam quantidades anormalmente altas de vírus e, portanto, podem infectar muitas outras. Se os pesquisadores pudessem identificar células únicas com altas cargas virais em superespalhadores e, em seguida, estudar as sequências virais nessas células, eles poderiam talvez aprender como os vírus evoluem para se tornarem mais infecciosos ou para enganar terapias e vacinas. Além disso, características da própria célula hospedeira podem auxiliar vários processos virais e, assim, tornar-se alvos para terapias. Do outro lado do espectro, algumas células produzem vírus mutantes que não são mais infecciosos. Entender como isso acontece também pode levar a novas terapias antivirais e vacinas.

p Mas primeiro, Fabris e colegas da Rutgers University precisavam desenvolver um ensaio que fosse sensível o suficiente para detectar RNA viral, e suas mutações, em células vivas individuais. A equipe baseou sua técnica na espectroscopia Raman aprimorada de superfície (SERS), um método sensível que detecta interações entre moléculas por meio de mudanças em como elas espalham a luz. Os pesquisadores decidiram usar o método para estudar a influenza A. Para detectar o RNA do vírus, eles adicionaram às nanopartículas de ouro um "DNA farol" específico para influenza A. Na presença de RNA de influenza A, o farol produziu um sinal SERS forte, enquanto que, na ausência deste RNA, não foi assim. O farol produziu sinais SERS mais fracos com um número crescente de mutações virais, permitindo que os pesquisadores detectem apenas duas alterações de nucleotídeos. Mais importante, as nanopartículas podem entrar nas células humanas em um prato, e eles produziram um sinal SERS apenas nas células que expressam o RNA da influenza A.

p Agora, Fabris e colegas estão fazendo uma versão do ensaio que produz um sinal fluorescente, em vez de um sinal SERS, quando o RNA viral é detectado. "SERS não é uma tecnologia clinicamente aprovada. Só agora está invadindo a clínica, "Fabris observa." Portanto, queríamos fornecer aos médicos e virologistas uma abordagem com a qual eles estivessem mais familiarizados e tivessem a tecnologia para usar agora. "Em colaboração com virologistas e matemáticos de outras universidades, a equipe está desenvolvendo dispositivos microfluídicos, ou tecnologias "lab-on-a-chip", para ler muitas amostras fluorescentes simultaneamente.

p Porque SERS é mais sensível, mais barato, mais rápido e fácil de realizar do que outros ensaios baseados na fluorescência ou na reação em cadeia da polimerase-transcriptase reversa (conhecida como RT-PCR), pode ser ideal para detectar e estudar vírus no futuro. Fabris agora está colaborando com uma empresa que faz um negócio de baixo custo, espectrômetro Raman portátil, o que permitiria que o ensaio SERS fosse facilmente conduzido no campo.

p Fabris e sua equipe também estão trabalhando na identificação de regiões do genoma SARS-CoV-2 para serem alvejadas com sondas SERS. "Estamos em processo de obtenção de financiamento para trabalhar em possíveis diagnósticos de SARS-CoV-2 com o método SERS que desenvolvemos, "Fabris diz.