Teste rápido e portátil pode diagnosticar COVID-19 e rastrear variantes

Teste rápido e portátil pode diagnosticar COVID-19 e rastrear variantes

O teste de campo, denominado NIRVANA, pode detectar e sequenciar simultaneamente SARS-CoV-2, influenza e outros vírus

LA JOLLA - Os médicos que usam um novo teste de triagem viral podem não apenas diagnosticar o COVID-19 em questão de minutos com uma máquina portátil de bolso, mas também podem testar simultaneamente outros vírus - como a gripe - que podem ser confundidos com o coronavírus . Ao mesmo tempo, eles podem sequenciar o vírus, fornecendo informações valiosas sobre a disseminação de mutações e variantes do COVID-19. O novo teste, apelidado de NIRVANA, foi descrito online hoje por uma equipe de cientistas de várias instituições na revista Med.

“Este é um método de detecção e vigilância de vírus que não requer uma infraestrutura cara como outras abordagens”, diz Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor co-correspondente e professor no Laboratório de expressão gênica de Salk. “Podemos realizar com um teste portátil a mesma coisa que outros estão usando dois ou três testes diferentes, com máquinas diferentes.”

Em todo o mundo, mais de 100 milhões de pessoas foram infectadas com SARS-CoV-2, o vírus que causa a COVID-19. Um número impressionante de 500,000 americanos morreram de COVID-19 até o momento. Testar a população é fundamental para impedir a propagação do vírus. Além disso, é fundamental rastrear a disseminação de novas variantes do SARS-CoV-2 – algumas das quais podem responder de maneira diferente a tratamentos ou vacinas.

Hoje, a abordagem padrão para determinar se um swab nasal é positivo para COVID-19 é realizar um teste de reação em cadeia da polimerase (PCR) para detectar material genético do vírus SARS-CoV-2. Se a amostra for negativa, no entanto, pacientes e médicos não obtêm nenhuma informação sobre o que pode estar causando os sintomas semelhantes aos do coronavírus - a menos que executem testes de PCR separados, usando diferentes amostras de zaragatoa, para outros vírus. E se a amostra for positiva para SARS-CoV-2, eles não saberão com qual variante do COVID-19 um paciente está infectado, a menos que outro conjunto de testes seja executado; esses requerem uma grande e cara máquina de sequenciamento de genes de última geração.

No verão passado, Mo Li, professor assistente de biociência na Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah, na Arábia Saudita, estava pensando em maneiras de emprestar sua experiência em engenharia genética e sequenciamento de nanoporos para combater a pandemia do COVID-19. Li, que passou seis anos como pesquisador de pós-doutorado da Salk no laboratório Izpisua Belmonte, questionou se uma abordagem de detecção de genes chamada amplificação isotérmica da recombinase polimerase (RPA) associada ao sequenciamento de nanoporos em tempo real poderia ser mais útil - e mais rápida, mais barata e mais portátil - do que a atual abordagem de teste COVID-19. Ele se juntou a Izpisua Belmonte para descobrir.

Ao contrário do PCR, que percorre temperaturas mais baixas e mais altas para separar os filamentos de DNA e copiá-los, o RPA usa proteínas - em vez de mudanças de temperatura - para realizar a mesma coisa em apenas 20 minutos. A tecnologia permite que os pesquisadores copiem trechos mais longos de DNA e sondem vários genes ao mesmo tempo.

“Rapidamente percebemos que poderíamos usar essa técnica não apenas para detectar o SARS-CoV-2, mas outros vírus ao mesmo tempo”, diz Li.

No novo artigo, Li e Izpisua Belmonte descrevem um pequeno dispositivo portátil que pode rastrear 96 amostras ao mesmo tempo usando o ensaio RPA. Eles chamam o método de NIRVANA, para “nsequenciamento anoporo de itermal rAPID vir ao aamplificação para nouvido em tempo real aanálise”.

Os cientistas projetaram o NIRVANA para testar amostras simultaneamente para COVID-19, influenza A, adenovírus humano e coronavírus humano não SARS-CoV-2. Em apenas 15 minutos, relatam os pesquisadores, o aparelho começa a relatar resultados positivos e negativos. E em três horas, o dispositivo finaliza os resultados em todas as 96 amostras – incluindo as sequências de cinco regiões do SARS-CoV-2 que são particularmente propensas a acumular mutações que levam a novas variantes, como a variante B.1.1.7 identificada no Reino Unido .

Li e Izpisua Belmonte testaram o NIRVANA em 10 amostras reconhecidamente positivas para SARS-CoV-2, 60 amostras de status SARS-CoV-2 desconhecido, bem como em amostras de águas residuais municipais contendo o vírus SARS-COV-2 e outros. Em todos os casos, o ensaio foi capaz de identificar corretamente quais vírus estavam presentes. Os dados de sequenciamento também permitiram restringir a origem do SARS-CoV-2 em amostras positivas; diferenciando cepas da China e da Europa, por exemplo.

“O design deste ensaio é realmente flexível, por isso não está limitado apenas aos exemplos que mostramos”, diz Li. “Podemos adaptá-lo facilmente para enfrentar outro patógeno, até mesmo algo novo e emergente.”

Com o tamanho pequeno e a portabilidade do fluxo de trabalho NIRVANA, ele poderia ser usado para detecção rápida de vírus em escolas, aeroportos ou portos, dizem os pesquisadores. Também pode ser usado para monitorar águas residuais ou riachos quanto à presença de novos vírus.

“A pandemia forneceu duas lições importantes: primeiro, teste ampla e rapidamente e, segundo, conheça suas variantes. Nosso método NIRVANA oferece uma solução promissora para esses dois desafios, não apenas para a pandemia atual, mas também para possíveis futuras”, diz Izpisua Belmonte, que ocupa a cadeira Roger Guillemin no Salk. A análise de mercado seria necessária para determinar se o custo inicial de comercialização – e os constantes ajustes no teste necessários para garantir a detecção de novas variantes ou novos vírus de interesse – valem a pena, acrescenta Belmonte.

Além de Izpisua Belmonte e Li, outros autores do estudo foram Concepcion Rodriguez Esteban de Salk; Chongwei Bi, Gerargo Ramos-Mandujano, Sharis Hala, Jinna Xu, Sara Mfarrej, Yeteng Tian e Arnab Pain da King Abdullah University of Science and Technology (KAUST); Estrella Nunez Delicado da UCAM Universidad Católica San Antonio de Murcia; Fadwa Alofi do Hospital King Fahad; Asim Khogeer do Ministério da Saúde da Arábia Saudita; Anwar Hashem, da King Abdulaziz University; e Naif Almontashiri da Universidade Taibah.

O trabalho descrito neste artigo foi financiado por uma bolsa de pesquisa competitiva da King Abdullah University of Science and Technology.