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Nem todas as infecções por SARS-CoV-2 são criadas iguais. Aprendemos isso por meio de várias ondas de vírus que estão afetando a população mundial. O aprimoramento de vacinas e novas terapias antivirais que visam moléculas virais distintas (antígenos) e as mudanças que elas sofrem ao longo do tempo ajudaram a amenizar esse golpe. No entanto, para controlar a doença ainda melhor e em todos os lugares, temos que ser capazes de avaliar se e com qual variante viral os indivíduos foram infectados, que tipo de imunidade protetora eles possuem e como respondem a vacinas e terapias.
Uma maneira óbvia de conseguir isso é através da detecção de anticorpos que o sistema imunológico produz contra as proteínas do vírus e antígenos específicos de variantes. É importante ressaltar que as vacinas COVID atualmente disponíveis induzem a produção de anticorpos contra a proteína Spike (S), mas raramente a proteína N, enquanto a infecção natural produz anticorpos contra ambas as proteínas. Isso permite que as respostas imunes sejam claramente distinguidas umas das outras. Ter uma maneira de detectar esses diferentes tipos de anticorpos pode informar as decisões de cuidados de saúde e desenvolvimento de medicamentos de maneira mais sistemática. No entanto, as tecnologias atuais de detecção de anticorpos são demoradas, muito caras, geralmente requerem laboratórios clínicos, não são capazes de medir com precisão os níveis de anticorpos contra múltiplos antígenos ou sofrem de uma combinação dessas inadequações – o que os impede de serem capaz de gerar dados de forma rápida e eficaz sobre anticorpos em populações globais.
Agora, um estudo aprofundado de uma equipe de pesquisa do Instituto Wyss de Engenharia Biologicamente Inspirada da Universidade de Harvard demonstra que a tecnologia de detecção eletroquímica portátil do Instituto, conhecida como eRapid, pode ser um instrumento ideal para permitir a detecção multiplexada e barata de diferentes SARS-CoV -2-dirigida anticorpos no ponto de atendimento. A equipe, liderada pelo diretor fundador da Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D. e o cientista sênior da Wyss, Pawan Jolly, Ph.D., mostraram que sensores eRapid especificamente projetados podem detectar anticorpos direcionados à chamada proteína nucleocapsídeo (N) do vírus a partir de amostras ultrapequenas de plasma sanguíneo e manchas de sangue seco com 100% de sensibilidade e especificidade em menos de 10 minutos. As descobertas são publicadas em Biossensores e Bioeletrônica.
Visando a imunidade induzida por COVID
“As descobertas do estudo validam ainda mais que nossa versão muito evoluída da tecnologia de diagnóstico eRapid é capaz de uma avaliação rápida, precisa e diferenciada de anticorpos contra antígenos virais em indivíduos”, disse Ingber. “Podemos obter esses resultados a um custo extremamente baixo usando amostras extremamente pequenas que os indivíduos podem facilmente coletar e testar em casa ou enviar para laboratórios centrais. Assim, o eRapid abre a oportunidade de ser usado como uma ferramenta para vigilância pandêmica e monitoramento terapêutico, não apenas no presente, mas também para futuros surtos de pandemia e epidemias.” Ingber também é o Judah Folkman Professor de Biologia Vascular na Harvard Medical School e no Boston Children’s Hospital, e o Professor Hansjörg Wyss de Engenharia Bioinspirada na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).
As novas descobertas se baseiam em um estudo anterior que mostrou que a tecnologia eRapid é capaz de detectar simultaneamente RNA e anticorpos específicos do SARS-CoV-2 nos mesmos chips de sensores eletroquímicos. Em seu novo estudo, a equipe aprimorou ainda mais a proteína N e a imunidade induzida por vírus. Usando sensores eRapid especificamente projetados e uma coleção de 93 amostras clínicas de apenas 1,5 microlitros de volume, eles conseguiram distinguir 54 pacientes positivos para SARS-CoV-2 de 39 indivíduos negativos em 10 minutos, com 100% de sensibilidade (todas as amostras positivas identificadas) e 100% de especificidade (todas as amostras negativas identificadas).
Novas possibilidades de diagnóstico
“Os recursos combinados do eRapid o tornam uma plataforma extremamente útil para a detecção rápida e multiplexada de anticorpos emergentes em pacientes contra um número crescente e flutuante de antígenos virais e outros, e para acompanhar os níveis de anticorpos de um indivíduo ao longo do tempo, como mostramos em nosso novo estudar”, disse Jolly. “Levamos a plataforma eRapid da Wyss por meio de um extenso programa de eliminação de riscos, projetando novas habilidades de nanoquímica, fabricação e detecção. Neste ponto, gostaríamos de ver nossa tecnologia beneficiar o maior número possível de pacientes em todas as áreas de doenças, incluindo, é claro, doenças infecciosas como a COVID-19.”
Em 2022, a tecnologia eRapid foi licenciada para a startup StataDX da Wyss para as áreas de doenças neurológicas, cardiovasculares e renais. O primeiro autor Sanjay Sharma Timilsina, Ph.D., e o segundo autor Nolan Durr, dois ex-membros da equipe eRapid da Wyss que foram fundamentais para o avanço da nova abordagem de detecção eletroquímica como uma plataforma de diagnóstico, juntaram-se ao StataDX. O Wyss Institute está atualmente explorando oportunidades comerciais adicionais para comercializar o eRapid para várias outras áreas de aplicação, incluindo diagnóstico de doenças infecciosas.
“Com os avanços que estamos fazendo paralelamente no desenvolvimento de dispositivos portáteis para abrigar ensaios de diagnóstico eRapid, acreditamos que o eRapid pode servir como uma das primeiras plataformas de diagnóstico multiplexado para uma ampla variedade de aplicações de diagnóstico, pois é baseado na detecção eletroquímica e, portanto, funciona muito parecido com o glicosímetro que já é usado em todo o mundo para pacientes com diabetes”, disse Ingber.
O estudo foi financiado pelo Wyss Institute for Biologicamente Inspired Engineering da Harvard University e GBS Inc.
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