Uma nova ferramenta para monitorar COVID-19 pode um dia estar bem debaixo do seu nariz. Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego estão desenvolvendo uma tira de teste que muda de cor que pode ser colada em uma máscara e usada para detectar SARS-CoV-2 na respiração ou saliva do usuário.

O projeto, que recebeu US $ 1,3 milhão do National Institutes of Health, tem como objetivo fornecer simples, vigilância acessível e confiável para infecções por COVID-19 que pode ser feita diariamente e facilmente implementada em locais com poucos recursos. É parte do programa RADx-rad (Rapid Acceleration of Diagnostics Radical) do NIH para o COVID-19.

"De muitas maneiras, as máscaras são o sensor 'vestível' perfeito para o nosso mundo atual, "disse Jesse Jokerst, professor de nanoengenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs e principal investigador do projeto. "Estamos pegando o que muitas pessoas já estão vestindo e reaproveitando-os, para que possamos identificar novas infecções de maneira rápida e fácil e proteger as comunidades vulneráveis. "

A equipe criará tiras de teste, ou adesivos, que pode ser colocado em qualquer máscara (N95, cirúrgico ou pano). Eles serão projetados para detectar a presença de moléculas de clivagem de proteínas, chamadas proteases, que são produzidos a partir da infecção com o vírus SARS-CoV-2.

A ideia é que, conforme o usuário respira pela máscara, partículas - incluindo proteases SARS-CoV-2 se o usuário estiver infectado - irão se acumular na tira de teste. No final do dia ou durante uma troca de máscara, o usuário conduzirá o teste. A tira de teste é equipada com um blister que o usuário pode apertar, liberando nanopartículas que mudam de cor na presença das proteases SARS-CoV-2. Uma linha de controle na tira de teste mostrará como deve ser um resultado positivo. Seria semelhante a verificar os resultados de um teste de gravidez caseiro.

Jokerst observa que as tiras não têm o objetivo de substituir os protocolos de teste COVID-19 atuais.

"Pense nisso como uma abordagem de vigilância, semelhante a ter um detector de fumaça em sua casa, "disse ele." Isso ficaria em segundo plano todos os dias e, se fosse acionado, então você sabe que há um problema e é quando você o examina com testes mais sofisticados, "

As tiras de teste podem ser facilmente produzidas em massa por meio do processamento rolo a rolo. Isso manteria os custos baixos por alguns centavos por tira. "Queremos que seja acessível o suficiente para testes diários, "Disse Jokerst. Isso permitiria instalações de alto risco, como casas de grupo, prisões, clínicas de diálise e abrigos para sem-teto para monitorar novas infecções mais cedo e com mais frequência para reduzir a propagação, ele disse.

O Jokerst está se unindo a pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de San Diego para testar as tiras primeiro em amostras de saliva positivas para COVID-19, em seguida, em pacientes e profissionais de saúde no Veterans Affairs San Diego Healthcare System.

Os co-investigadores da equipe são William Penny, professor de medicina clínica, e cardiologista do VA San Diego Healthcare System, Louise Laurent, professor de obstetrícia, ginecologia e ciências reprodutivas, e Rob Knight, professor de pediatria, bioengenharia e ciência da computação e engenharia, e diretor do Center for Microbiome Innovation da UC San Diego.

Ferramenta potencial contra surtos futuros

Esta tecnologia pode se traduzir em futuros surtos de coronavírus, Jokerst disse. "As proteases que detectamos aqui são as mesmas presentes nas infecções com o vírus SARS original de 2003, bem como com o vírus MERS, portanto, não seria exagero imaginar que ainda poderíamos nos beneficiar deste trabalho mais tarde, caso surjam futuras pandemias. "

E mesmo com os esforços de vacinação em andamento, essa abordagem de vigilância poderia ser implantada em partes do mundo onde as vacinas ainda não estão disponíveis ou ainda são limitadas na distribuição.

Abordagem da ciência de materiais para mascarar a segurança

Além deste trabalho, Jokerst e sua equipe, em colaboração com o professor de nanoengenharia da UC San Diego, Ying Shirley Meng, conduziram pesquisas aprofundadas sobre máscaras para responder a uma questão urgente que surgiu no início da pandemia:os respiradores N95 podem ser reutilizados com segurança após serem desinfetados?

A resposta, eles encontraram, é sim.

Desde o início da pandemia COVID-19, os profissionais de saúde enfrentam a escassez de equipamentos de proteção individual. Pesquisadores e centros médicos nos EUA encontraram maneiras de descontaminar e reutilizar respiradores N95 para ajudar a manter os profissionais de saúde seguros enquanto trabalham nas linhas de frente. Jokerst, Meng e seus colegas queriam explorar exatamente como os respiradores são seguros e eficazes para reutilização.

Um artigo detalhando este trabalho foi publicado em Materiais e interfaces aplicados ACS . UC San Diego, ciência dos materiais, Ph.D. o aluno Wonjun Yim é o primeiro autor do estudo.

Os pesquisadores da UC San Diego estudaram as propriedades científicas dos materiais dos respiradores N95 e KN95 antes e depois da descontaminação - o processo envolvia aquecer os respiradores em um forno a 70 C (158 F) por 30 minutos de cada vez, três vezes no total. Eles usaram um aparelho de filtragem para contar quantas partículas no ar são capturadas pelos respiradores. Eles também examinaram as fibras dos respiradores em um microscópio eletrônico.

A equipe descobriu que após o tratamento térmico, os respiradores foram capazes de filtrar 90% das partículas transportadas pelo ar - uma pequena queda em relação à classificação original de 95. Eles também não viram mudanças na estrutura, densidade ou largura das fibras.

"Essas máscaras são mais reutilizáveis ​​do que as pessoas pensam. É um bom conhecimento para se ter, saber que eles ainda oferecem proteção significativa após serem aquecidos várias vezes, "Jokerst disse.

"As pessoas agora não entendem o que acontece quando você respira em um pedaço de pano o dia todo, " he said. "These studies will lay the foundation to get us thinking about how we can use our masks in safer and smarter ways."