Usando um smartphone para detectar um vírus altamente contagioso
Um novo dispositivo usa um smartphone e um chip microfluídico de papel para detectar níveis extremamente baixos de norovírus.
O norovírus é um vírus muito contagioso, responsável por cerca de 19 a 21 milhões de casos anuais de gastroenterite aguda nos Estados Unidos.
Na verdade, o norovírus é "a principal causa de doenças transmitidas por alimentos" nos EUA.
O norovírus também é responsável por até 1,9 milhão de visitas hospitalares e outras 400.000 visitas ao pronto-socorro. Isso custa aos EUA cerca de US $ 2 bilhões em despesas de saúde e perda de produtividade no trabalho.
O vírus pode ser contagioso em níveis muito baixos, com apenas 10 partículas de vírus sendo suficientes para causar uma infecção.
Assim, pesquisadores da Universidade do Arizona (UA) em Tucson se propuseram a criar uma maneira eficiente de detectar até mesmo os menores níveis do vírus.
Três pesquisadores co-lideraram o projeto: Jeong-Yeol Yoon, do Departamento de Engenharia Biomédica da UA; Soo Chung, pesquisador de doutorado no laboratório de Yoon; e Kelly A. Reynolds, presidente do Departamento de Comunidade, Meio Ambiente e Política da Faculdade de Saúde Pública Mel & Enid Zuckerman em UA.
Yoon apresentou a pesquisa no Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society Fall 2019 em San Diego, CA, e o artigo agora aparece na revista ACS Omega.
Como funciona o dispositivo barato e rápido
O vírus pode se espalhar muito rapidamente pela água. Os dispositivos existentes para detecção de norovírus requerem um laboratório e uma variedade de microscópios, lasers e espectrômetros caros. São instrumentos que medem tipos de radiação e comprimento de onda.
Com o novo método, os pesquisadores usaram materiais simples como papel e smartphone. Chung explica como é possível que o papel se transforme em chips microfluídicos.
“O substrato de papel é muito barato e fácil de armazenar, e podemos fabricar esses chips facilmente”, diz ele. “A estrutura fibrosa do papel também permite que o líquido flua espontaneamente, sem usar os sistemas de bombeamento que outros chips, como chips de silício, geralmente requerem.”
Normalmente, os cientistas medem como a luz reflete em uma amostra usando a análise de espectrometria. No entanto, o aspecto não homogêneo (poroso) do papel, juntamente com sua opacidade óptica, pode gerar "dispersão e reflexão de fundo".
Para superar esse obstáculo, os pesquisadores desenvolveram um método em que contavam esferas fluorescentes em vez de medir a intensidade da luz.
O método consiste em adicionar água a uma extremidade de um chip microfluídico de papel e grânulos de poliestireno fluorescente na outra extremidade.
Cada uma dessas minúsculas contas está ligada a um anticorpo que combate o vírus. Se o norovírus estiver presente na água, vários anticorpos irão atacá-la, aderindo à partícula do vírus e criando uma massa fluorescente.
“As partículas de norovírus são muito pequenas para serem visualizadas por um microscópio de smartphone, assim como os anticorpos”, explica Yoon. “Mas quando você tem duas ou três ou mais dessas contas juntas, isso indica que o norovírus está lá, fazendo com que as contas se agregem.”
Os aglomerados de contas são grandes o suficiente para um smartphone pegá-los e fotografá-los. Os pesquisadores também criaram um aplicativo para smartphone que conta as partículas de norovírus na amostra.
“Você não precisa ser um cientista ou engenheiro para operar o dispositivo”, diz Yoon. “A análise será feita automaticamente pelo aplicativo do smartphone, então tudo que você precisa se preocupar é carregar uma amostra de água no chip.”
O dispositivo também é barato, com seu componente mais caro custando menos de US $ 50.
“Avanços no monitoramento rápido de vírus humanos na água são essenciais para proteger a saúde pública”, diz Reynolds.
“Esta tecnologia de monitoramento da qualidade da água, rápida e de baixo custo, pode ser uma ferramenta transformadora para reduzir as cargas de doenças locais e globais”.
Kelly A. Reynolds
