p Testes de anticorpos robustos e amplamente difundidos surgiram como uma estratégia-chave na luta contra a SARS-CoV-2, o vírus responsável pela pandemia de COVID-19. No entanto, os métodos de teste atuais são muito imprecisos ou muito caros para serem viáveis ​​em uma escala global. Mas agora, cientistas da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) desenvolveram um rápido, teste de anticorpos confiável e de baixo custo. p O dispositivo, descrito em um estudo de prova de conceito publicado esta semana em Biossensores e bioeletrônica , usa tecnologia lab-on-a-chip portátil para medir com precisão a concentração de anticorpos presentes no plasma sanguíneo diluído.

p Os anticorpos são proteínas produzidas pelo sistema imunológico para neutralizar o vírus. A pesquisa descobriu que os anticorpos COVID-19 estão presentes nos estágios finais da infecção e podem permanecer no sangue depois que a infecção foi eliminada, permitindo a identificação de indivíduos previamente infectados. Os testes de anticorpos são, portanto, um meio importante de determinar a disseminação total do coronavírus - informações cruciais para orientar as políticas de saúde pública.

p E ainda assim, muitas nações não conseguiram empregar testes de anticorpos em grande escala.

p "Muitas plataformas existentes para testes de anticorpos são precisas e confiáveis, mas são caros e precisam ser executados em um laboratório por operadores treinados. Isso significa que pode levar horas, ou mesmo dias, para obter resultados, "disse o Dr. Riccardo Funari, primeiro autor e pesquisador de pós-doutorado na Unidade Micro / Bio / Nanofluídica do OIST. "Outros testes são mais fáceis de usar, portátil e rápido, mas não são suficientemente precisos, o que atrapalha os esforços de teste. "

p Os pesquisadores evitaram esse trade-off entre precisão e acessibilidade desenvolvendo uma plataforma alternativa de teste de anticorpos que combina uma poderosa tecnologia de detecção de luz com um chip microfluídico. O chip fornece resultados em 30 minutos e é altamente sensível, detectar até mesmo a menor concentração de anticorpo clinicamente relevante. Cada chip é barato de fabricar e dispensa a necessidade de um laboratório ou operadores treinados, aumentando a viabilidade de testes em todo o país.

p E há outra vantagem distinta dessa plataforma recém-desenvolvida. "O teste não detecta apenas se os anticorpos estão presentes ou ausentes - ele também fornece informações sobre a quantidade de anticorpos produzidos pelo sistema imunológico. Em outras palavras, é quantitativo, "disse a Professora Amy Shen, que lidera a Unidade de Micro / Bio / Nanofluídica. "Isso expande muito suas aplicações potenciais, do tratamento de COVID-19 ao uso no desenvolvimento de vacinas. "

p Iluminando os anticorpos

p A plataforma de teste de anticorpos consiste em um chip microfluídico integrado a uma sonda de luz de fibra óptica. O próprio chip é feito de uma lâmina de vidro coberta de ouro com um canal microfluídico embutido. Usando uma voltagem elétrica, a equipe fabricou dezenas de milhares de minúsculas estruturas de ouro pontiagudas, cada um menor do que o comprimento de onda da luz, em uma lâmina de vidro.

p Os pesquisadores então modificaram esses nanopikes de ouro anexando um fragmento da proteína spike SARS-CoV-2. Essa proteína é crucial para ajudar o coronavírus a infectar as células e causa uma forte reação do sistema imunológico de uma pessoa infectada.

p Neste estudo de prova de conceito, os cientistas demonstraram o princípio por trás de como o teste detecta anticorpos usando uma amostra de plasma humano artificial enriquecida com anticorpos COVID-19 que são específicos para a proteína do pico.

p Usando uma bomba de seringa, a amostra é retirada através do chip. À medida que o plasma flui pelas nanopenas de ouro revestidas de proteína, os anticorpos ligam-se aos fragmentos da proteína spike. Este evento de ligação é então detectado pela sonda de luz de fibra óptica.

p "O princípio de detecção é simples, mas poderoso, "disse o Dr. Funari. Ele explicou que se baseia no comportamento único dos elétrons na superfície das nanopenas de ouro, que oscilam juntos quando atingidos pela luz. Esses elétrons ressonantes são altamente sensíveis às mudanças no ambiente circundante, como a ligação de anticorpos, o que causa uma mudança no comprimento de onda da luz absorvida pelos nanopikes.

p "Quanto mais anticorpos se ligam, quanto maior a mudança no comprimento de onda da luz absorvida, "acrescentou o Dr. Funari." A sonda de fibra óptica está conectada a um detector de luz que mede essa mudança. Usando essas informações, podemos determinar a concentração de anticorpos na amostra de plasma. "

p Um futuro brilhante

p A implementação em grande escala de um teste quantitativo pode impactar bastante a forma como o COVID-19 é tratado.

p Por exemplo, testes quantitativos podem ajudar os médicos a monitorar a eficácia com que o sistema imunológico de um paciente está lutando contra o vírus. Também pode ser usado para ajudar a identificar doadores adequados para um tratamento experimental promissor, chamada terapia de transfusão de plasma, onde o sangue rico em anticorpos de um paciente recuperado é doado a pacientes atualmente infectados para ajudá-los a combater o vírus.

p Ser capaz de medir o nível de resposta imunológica também pode ajudar no desenvolvimento de vacinas, permitindo que os pesquisadores determinem a eficácia com que uma vacina experimental ativa o sistema imunológico.

p Contudo, os pesquisadores enfatizaram que o dispositivo ainda está em desenvolvimento ativo. A unidade tem como objetivo reduzir o tamanho do cavaco para cortar custos de fabricação e também está trabalhando para melhorar a confiabilidade do teste.

p "Nós mostramos que o dispositivo funciona para detectar diferentes concentrações do anticorpo da proteína spike em amostras de plasma humano artificial. Agora queremos expandir o teste para que o chip possa detectar vários anticorpos diferentes ao mesmo tempo, "disse o Dr. Funari." Uma vez que o dispositivo é otimizado, planejamos colaborar com hospitais locais e instituições médicas para realizar testes em amostras reais de pacientes. "