Separando vírus da saliva com ondas sonoras para estudos terapêuticos

O desenvolvimento de terapias antivirais e vacinas requer estudo detalhado dos vírus que causam doenças. Mas como esses pequenos germes podem ser isolados de amostras biológicas complexas como a saliva?

Pesquisadores de um estudo publicado em ACS Nano descreve uma plataforma que usa ondas sonoras como pinças acústicas para separar vírus de outros compostos em um líquido. Em demonstrações, o método separa vírus de partículas grandes e pequenas em amostras de saliva humana de forma rápida e precisa.

Isolar, identificar e sequenciar geneticamente um vírus fornece informações importantes aos cientistas sobre como ele causa doenças e como desenvolver terapêuticas eficazes. Os métodos atuais para separar vírus de outras partículas em amostras biológicas incluem procedimentos demorados de ultracentrifugação e cultura de células.

Para acelerar e simplificar o processo, Luke Lee e Tony Jun Huang recorreram à acustofluídica: uma tecnologia que usa ondas sonoras para classificar partículas por tamanho em um líquido. Eles escolheram um tipo específico de onda sonora, chamado feixe de Bessel, porque ele pode ser ajustado para classificar partículas nanométricas específicas, e múltiplas ondas permanecem firmemente focadas em longas distâncias — como um par de pinças.

A plataforma de tecnologia de separação por excitação de feixe de Bessel (BEST) que Lee, Huang e colegas desenvolveram consiste em um chip retangular com uma entrada de carregamento de amostra em uma extremidade e saídas separadas de vírus e resíduos na outra extremidade. Dois feixes acústicos de Bessel foram aplicados através do chip, perpendiculares ao fluxo da amostra. Ao ajustar os comprimentos de onda dos feixes, o sistema classificou partículas de tamanhos diferentes:

• Grandes partículas com mais de 150 nanômetros (nm) de diâmetro ficaram presas no chip.
• Pequenas partículas menores que 50 nm saem pela saída de resíduos.
• Vírus de tamanhos intermediários (50 a 150 nm) foram coletados através da saída de vírus.

A equipe testou a plataforma BEST em amostras de saliva humana carregadas com SARS-CoV-2. O líquido coletado da saída de vírus do chip continha 90% de material genético viral, enquanto o líquido da saída de resíduos não continha material genético viral, mostrando que a plataforma isolou o vírus com sucesso. Os pesquisadores confirmaram os resultados com microscopia eletrônica, encontrando vírus apenas em líquido amostrado da saída de vírus.

Embora o BEST ainda não consiga separar partículas residuais de vírus menores que 50 nm, como os parvovírus, os pesquisadores estão trabalhando para ampliar o alcance da tecnologia para permitir seu uso no desenvolvimento de novos alvos terapêuticos para inúmeras doenças virais.