Agora existe um COVID rápido e preciso

A pandemia da COVID-19 estará para sempre associada a confinamentos e inconvenientes sem precedentes, como o uso de máscaras em público. E isso ocorre em grande parte porque os especialistas em saúde não tinham ideia exatamente onde o vírus SARS-CoV-2 estava escondido e quão arriscados eram ambientes lotados, como locais de trabalho, salas de aula e transporte público.

Mas e se um dispositivo móvel fácil de usar pudesse detectar, em tempo real, o SARS-CoV-2 num determinado espaço? Isso daria às pessoas confiança para ficarem sem máscara, se nenhum vírus estivesse circulando, ou para tomar precauções como usar uma máscara ou evitar completamente o ambiente se o vírus fosse detectado.

Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis relatam na Nature Communications que fizeram exatamente isso, com um protótipo de dispositivo do tamanho de um micro-ondas que pode detectar sinais de SARS-CoV-2 em cerca de cinco minutos. Liderada por Rajan Chakrabarty, professor associado de engenharia energética, ambiental e química, a equipe queria melhorar o complicado processo de depender de detectores de ar comerciais que só podem coletar amostras de ar e exigir testes PCR adicionais das amostras que podem levar tanto tempo quanto 24 horas para retorno dos resultados. Os dispositivos também são caros, variando de milhares a dezenas de milhares de dólares por unidade. Depois de três anos, eles desenvolveram um dispositivo que dizem ter um desempenho ainda melhor do que os métodos comerciais em testes de laboratório e que poderia ser dimensionado para custar alguns centavos por teste.

A chave para o sucesso do novo detector COVID-19 é um método super rápido de circulação de ar no dispositivo que imita um ciclone. Ele puxa o ar do ambiente a cerca de mil litros por minuto, criando um formato cônico que retém quaisquer partículas que circulem nesse fluxo. O dispositivo está equipado com um biossensor que faz duas coisas. Primeiro, aproveita pequenas moléculas obtidas de lhamas que aderem excepcionalmente bem à proteína spike do SARS-CoV-2 para retirar qualquer vírus que possa estar presente. Em seguida, uma corrente elétrica passa pelo biossensor e provoca a oxidação de um aminoácido específico da proteína spike, reação final que verifica a presença do vírus SARS-CoV-2.

Em testes de laboratório, o dispositivo teve uma precisão de 77% a 83% na detecção do vírus COVID-19, incluindo suas variantes mais recentes. (Ele detecta SARS-CoV-2, mas não consegue distinguir entre as diferentes variantes.) Quando os pesquisadores testaram diferentes concentrações de vírus em seu dispositivo e em dois detectores de ar disponíveis comercialmente, o deles foi o único capaz de detectar baixos níveis de material genético viral. na forma de RNA.

A equipe também enviou protótipos para duas pessoas que testaram positivo para COVID-19 e que se voluntariaram para usar o aparelho em suas casas. Os amostradores de ar detectaram com precisão o vírus em seus respectivos quartos após cinco minutos de amostragem.

O RNA viral exalado ou expelido por uma pessoa infectada não permanece na forma de gotículas, mas torna-se aerossolizado em partículas de cinco a 10 micrômetros de diâmetro (para comparação, o diâmetro de um fio de cabelo humano é de 40 a 70 micrômetros). Dado que uma sala com um único indivíduo infectado pode conter apenas 10 cópias de RNA do vírus SARS-CoV-2 por metro cúbico de ar, as probabilidades de detectar algo tão pequeno numa sala típica são de cerca de uma em um milhão ou um em um bilhão. “É como encontrar uma agulha num palheiro”, diz Chakrabarty.

Mas como este dispositivo filtra o ar a uma velocidade tão elevada, aumenta muito as hipóteses de captar essas partículas virais microscópicas. “A beleza desta técnica de deteção é que é ultrassensível”, diz Chakabarty. Com base em testes de laboratório, diz ele, é provável que seja possível detectar o vírus emitido até mesmo por uma pessoa levemente infectada em uma sala típica.

E, como o dispositivo é portátil, Chakrabarty espera que ele possa ser usado em qualquer lugar onde as pessoas desejem relatórios imediatos sobre a presença do COVID-19, inclusive em residências. Construir o detector custou ao seu laboratório alguns milhares de dólares, mas ele prevê que, com a produção em massa, o custo cairá significativamente. Uma empresa de detecção de doenças, a Y2X Life Sciences, com sede em Nova York, espera licenciar a tecnologia da universidade para fazer exatamente isso.