Uma forma rápida e precisa de testar a infecção por COVID-19 seria um grande passo para superar o domínio do vírus sobre a nossa sociedade. Agora, pesquisadores japoneses desenvolveram uma solução promissora:uma nova plataforma que combina tecnologia de nanoporos com inteligência artificial. O artigo, "Teste rápido de alta precisão de variantes omicron SARS-CoV-2 em amostras clínicas usando AI-nanopore", foi publicado no Lab on a Chip .



O que é um nanoporo? Um nanoporo é um buraco minúsculo em um substrato fino, geralmente uma pastilha de silício. Um nanoporo pode variar de vários nanômetros a várias centenas de nanômetros de diâmetro – uma escala pequena o suficiente para funcionar com o SARS-CoV-2, o vírus que causa a COVID-19.

Kaoru Murakami, principal autor do estudo, explica:"Nossa tecnologia envolve observar as mudanças na corrente elétrica à medida que diferentes materiais passam por minúsculos nanoporos. Com o uso da inteligência artificial, podemos compreender a estrutura, o volume e a carga superficial de diferentes materiais, incluindo vírus."

O SARS-CoV-2 é típico de muitos outros vírus RNA, pois sofre mutações constantes, alterando assim as propriedades do vírus – incluindo taxas de infecção e sintomas. Uma mutação infame do vírus, a variante omicron, foi identificada pela primeira vez em novembro de 2021 e é conhecida pela sua capacidade de se espalhar rapidamente. Um dos maiores desafios para os testes da COVID-19 até agora tem sido determinar com precisão a presença ou ausência de variantes recentemente mutadas numa amostra.

Assim, os investigadores procuraram primeiro demonstrar que a sua plataforma poderia detectar diferenças entre seis variantes diferentes do SARS-CoV-2. Em seguida, investigaram se a sua plataforma poderia identificar estirpes de SARS-CoV-2 em 241 amostras de saliva, recolhidas de 132 pessoas infectadas com SARS-CoV-2 e 109 pessoas não infectadas.

A plataforma não só foi capaz de distinguir entre variantes do SARS-CoV-2, mas também de determinar a presença da variante ômicron 100% das vezes.

Os pesquisadores levantam a hipótese de que sua plataforma baseada em IA está detectando diferenças nas chamadas proteínas spike (também chamadas de proteínas S) que revestem a superfície dos coronavírus. Estas proteínas, que tendem a sofrer mutações muito rapidamente, ligam-se aos receptores da célula hospedeira e desempenham um papel crucial na penetração nas células hospedeiras.

Até agora, o padrão ouro para detecção de SARS-CoV-2 tem sido um método chamado RT-PCR (teste de reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa).

"Assim como o RT-PCR, nossa plataforma AI-nanopore pode detectar coronavírus com alta sensibilidade e especificidade. No entanto, uma grande vantagem do nosso sistema nanopore é que ele é muito mais barato e tem potencial para medir um número maior de amostras em um determinado período de tempo", explica Masaaki Murakami, autor sênior.

Os benefícios deste sistema não são específicos do SARS-CoV-2; outros vírus de RNA também tendem a ter altas taxas de mutação e, portanto, esta plataforma poderia ser usada para detectar vírus como o da gripe. A nova plataforma poderia até ser rapidamente adaptada para testar a próxima doença infecciosa emergente.

Mais informações: Kaoru Murakami et al, Teste rápido de alta precisão de variantes omicron SARS-CoV-2 em amostras clínicas usando AI-nanopore, Lab on a Chip (2023). DOI:10.1039/D3LC00572K
Informações do diário: Laboratório em um Chip

Fornecido pela Universidade de Osaka