Uma equipe multidisciplinar com pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), da Universidade Federal do Tocantins (UFT) e da Universidade de Louisville, dos Estados Unidos, está desenvolvendo um método para testagem rápida do Sars-CoV-2 (causador da covid-19) usando uma tecnologia portátil de detecção mais ágil que as atuais. De acordo com o coordenador do projeto, o professor do Instituto de Física da UFRGS Marcelo Barbalho Pereira, o método tem potencial para identificar a presença do vírus de forma mais rápida do que as técnicas usadas atualmente. Após os testes iniciais e comprovando-se a eficácia da testagem, a pesquisa seguirá para a segunda etapa, que envolverá o desenvolvimento de um dispositivo portátil que possa ser utilizado em qualquer local em que se necessite uma testagem rápida, como hospitais, rodoviárias e aeroportos, sem a necessidade de um laboratório especializado para isso.
O professor Fabrício Souza Campos, do Curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia (Câmpus de Gurupi), explica que a participação da UFT no projeto Desenvolvimento de Tecnologia Portátil para Testes Rápidos do SARS-CoV-2 baseado em Ácidos Nucleicos e Ressonância de Plasmon de Superfície sob Modulação Eletroquímica, se dá diretamente no desenho dos primers. "Primers são pequenas sequencias de DNA que irão se ligar no genoma do SARS-CoV-2 para a detecção do mesmo", explica o professor.
O professor do Instituto de Química da UFRGS Klester dos Santos Souza, outro integrante do projeto, acrescenta que o plano é trabalhar diretamente com o DNA sintetizado a partir do RNA viral e não com os anticorpos produzidos pelos indivíduos infectados, como é o caso dos testes rápidos comuns. Dessa forma, pode-se detectar mais cedo a presença do vírus, já que há uma janela imunológica de cinco a sete dias após a infecção, ou seja, só depois desse período o organismo produz quantidades identificáveis de anticorpos. Basicamente, a ideia é que o sistema receba uma solução contendo o material biológico dos pacientes (saliva, por exemplo) para apresentar o resultado em menos de dez minutos. O dispositivo vai funcionar a partir de dois processos simultâneos: um óptico e um eletroquímico, num biossensor formado a partir de lâminas de vidro recobertas com uma fina camada de ouro, funcionalizadas com um material sensível a este DNA sintetizado.
O grupo de pesquisa já trabalha há cerca de 5 anos na área de biossensores (sensores capazes de identificar uma molécula biológica). “Quando começou a pandemia da covid-19, nós decidimos mudar um pouco nossa plataforma de detecção para uma mais simples, que pudesse ser incorporada num dispositivo portátil, mas mantendo essa mesma noção que tínhamos com outros vírus”, afirma Klester. O pesquisador esclarece que a plataforma com a qual o grupo trabalhava antes era similar: uma superfície com compostos que interagem com as amostras biológicas. O problema era a complexidade desses mecanismos, que exigiam muito mais etapas de preparo, incluindo uma no exterior, em um laboratório parceiro da Universidade de Louisville. “Então partimos para superfícies de ouro, que fabricamos muito mais rapidamente e de forma mais controlada, o que facilita sua utilização em futuros dispositivos portáteis”, conclui.
Biossensor
Os pesquisadores explicam que o princípio do biossensor é utilizar ressonância de plásmon de superfície (SPR) junto com medidas eletroquímicas. Plásmons são oscilações eletromagnéticas confinadas à interface entre um metal, usualmente prata ou ouro, e um meio dielétrico (isto é, com baixa condutividade elétrica) devido ao movimento coletivo de elétrons livres no metal. No biossensor, a superfície de ouro é recoberta com uma fita simples de DNA, desenhada para se ligar ao DNA sintetizado a partir do RNA do SARS-CoV-2. Uma luz laser polarizada atravessa um prisma, num determinado ângulo de incidência, e chega à camada de ouro gerando o plásmon de superfície. Caso o material biológico do paciente contenha DNA viral, acontecerá uma ligação com o DNA da superfície do biossensor, modificando o plásmon de superfície, que, então, é detectado opticamente. Para aumentar a sensibilidade do teste – e nela reside o maior diferencial do método proposto –, a excitação dos plásmons de superfície é acompanhada por uma modulação eletroquímica do biossensor. Essa modulação é um processo que permite doar ou remover elétrons das moléculas (DNA) ligadas à superfície de ouro, e, com isso, modifica-se o sinal de detecção.
Pereira relata: “Nestes primeiros meses de projeto, trabalhamos na adequação da infraestrutura do laboratório, nas rotinas de funcionalização da superfície de ouro e na fabricação da instrumentação necessária, como a célula eletroquímica”. Para ele, os primeiros resultados da funcionalização foram positivos. Os próximos passos serão a testagem do biossensor na detecção de RNA viral sintético do SARS-CoV-2 e a determinação da sensibilidade máxima dele, o que deve acontecer durante o mês de novembro. “Vamos reduzir a concentração de cópias do genoma em RNA até descobrirmos o limite de detecção, para então comparar com os métodos que existem no mercado”.
Souza ressalta que é esperado que o exame seja muito sensível, porque o princípio já foi testado em estudos da Universidade de Louisville para a detecção de antígenos da influenza aviária, os quais apontaram uma alta sensibilidade. Agora, a meta é obter o mesmo para sistemas com RNA. “A funcionalização adequada à detecção do RNA desejado na superfície do ouro é o maior desafio no método que estamos propondo. Se alcançarmos sucesso nessa etapa, poderemos depois seguir protocolos similares para outros genomas virais e utilizar o método na detecção precoce de outras infecções”, complementa. A expectativa dos pesquisadores é integrar o método em um dispositivo portátil que apresente um resultado rápido e preciso, podendo ser utilizado tanto em locais afastados, longe de hospitais e laboratórios especializados, como em locais de grandes aglomerações que precisem de testagem rápida, como aeroportos, por exemplo.
