Os testes de PCR, também chamados de testes moleculares ou testes de ácido nucleico, são considerados o padrão-ouro na detecção da presença do SARS-CoV-2, o vírus que dá origem ao COVID-19. No entanto, eles podem levar alguns dias para serem processados, resultando em quarentena desnecessária para indivíduos negativos ou atrasos para aqueles que exigem comprovação de teste negativo para viagens ou outros compromissos. Os testes rápidos de detecção de antígenos, por outro lado, são convenientes, mas menos confiáveis ​​do que os testes de PCR.
Para preencher a lacuna entre precisão e conveniência, os pesquisadores da Penn State desenvolveram uma plataforma de teste em casa, baseada em saliva, que pode fornecer resultados em 45 minutos. Em testes preliminares, a plataforma detectou o vírus causador da COVID com o mesmo nível de sensibilidade dos testes de PCR. Seus resultados foram publicados esta semana na ACS Sensors.

"Os resultados do teste de PCR levam cerca de uma hora para serem revelados em um laboratório, mas você precisa levar em consideração o tempo que leva para enviar a amostra para um laboratório e para o laboratório processá-la", disse o pesquisador principal Weihua Guan, professor associado de eletricidade. engenharia e de engenharia biomédica na Penn State's College of Engineering. "Queríamos criar uma alternativa viável ao PCR para as pessoas usarem em casa, sem ter que passar pelo teste nasal invasivo".

Guan e sua equipe desenvolveram um kit de teste do tamanho da palma da mão, onde um indivíduo cospe em um cartucho e o insere na plataforma de processamento. Em 45 minutos, os resultados dos testes são enviados para um aplicativo Android personalizado desenvolvido pelos pesquisadores.

A plataforma usa amplificação isotérmica mediada por loop de transcrição reversa, ou RT-LAMP, para detectar o vírus. O dispositivo de teste aquece primeiro a saliva a 203 graus Fahrenheit, a temperatura na qual as conchas de partículas virais se separam e liberam seu material genético. O material genético é então misturado com reagentes pré-embalados em um cartucho microfluídico. Finalmente, a amostra é resfriada a 149 graus Fahrenheit, desencadeando outra reação química na qual algumas moléculas virais são multiplicadas em bilhões de cópias, tornando o vírus mais fácil de identificar. Se o vírus estiver presente na amostra de saliva, o usuário receberá um resultado positivo em seu aplicativo de smartphone conectado.

Para testar a configuração, Guan e sua equipe infundiram amostras de saliva humana compradas comercialmente com partículas inativadas do vírus SARS-CoV-2 e executaram as amostras no protótipo. Eles também testaram algumas amostras clínicas. A plataforma determinou com precisão se cada amostra era positiva ou negativa para o vírus.

“Testamos centenas de amostras simuladas e controlamos a quantidade de partículas de COVID em cada uma”, disse Guan. “Nossa plataforma provou ser altamente sensível à presença do vírus nas amostras simuladas e clínicas, com os padrões estabelecidos pelo teste de PCR como nossa referência”.

Os pesquisadores disseram que planejam continuar testando sua plataforma com mais amostras clínicas de COVID por meio de uma colaboração com Yusheng Zhu, diretor médico do Laboratório de Química Clínica e Testes Automatizados do Penn State Milton S. Hershey Medical Center.

Além de mais testes clínicos, os pesquisadores também estão trabalhando para melhorar a vida útil curta do teste, já que as enzimas do protótipo se degradam à temperatura ambiente dentro de três dias após a produção. A equipe está experimentando a liofilização de reagentes, um método de liofilização de material biológico que pode prolongar a vida útil da enzima. Segundo Guan, os resultados preliminares indicam que o método permitirá que o teste RT-LAMP dure pelo menos seis meses em temperatura ambiente nas lojas ou no armário de remédios de casa.

Os pesquisadores registraram um pedido de patente provisório em seu dispositivo e disseram que planejam comercializá-lo, aguardando testes clínicos ampliados e revisão pela Food and Drug Administration dos EUA.

Suresh V. Kuchipudi, diretor interino do Laboratório de Diagnóstico Animal da Penn State (ADL) e Dorothy Foehr Huck e J. Lloyd Huck Presidente em Doenças Infecciosas Emergentes, e Michele Yon, tecnóloga de pesquisa com ADL, adquiriram as amostras clínicas testadas neste trabalho. Outros colaboradores incluem Zifan Tang, Aneesh Kshirsagar e Tianyi Liu, todos estudantes de doutorado em engenharia elétrica da Penn State, e Jiarui Cui, um estudante de graduação em engenharia elétrica da Penn State. + Explorar mais

Protótipo de teste de saliva rápido e caseiro que é tão bom quanto o RT-PCR