Câmera de smartphone pode ser usada para diagnosticar infecções virais

Esquema tridimensional do smartphone habilitado para nanopartículas CNN para detecção de vírus. O processo de detecção compreende três etapas principais. (A) Captura e marcação de vírus usando nanossondas de Pt. As amostras são carregadas em microchips modificados com mAbs contra a proteína do envelope do vírus e incubadas para permitir a captura do vírus alvo por 20 min. As partículas de vírus capturadas são então marcadas com nanossondas de Pt em 20 minutos. Cada etapa de captura e marcação de vírus no chip é seguida por uma etapa de lavagem usando tampão de fosfato 10 mM (pH 7,4) (B) Solução catalisadora contendo peróxido de hidrogênio (H2O2) é adicionada ao chip e incubada por 10 min. Na presença do vírus capturado, bolhas do complexo Pt-nanossonda (oxigênio) são formadas devido à atividade catalítica dos PtNPs em contato com H2O2. A barra de escala é definida com base nas dimensões do microchip. (C) O sinal de bolha no chip é detectado usando o smartphone habilitado para nanopartículas CNN (NES). Crédito da foto: Mohamed S. Draz, Brigham and Women’s Hospital. (D) Capturas de tela dos resultados apresentados pelo CNN-NES. Crédito da foto: Mohamed S. Draz, Brigham and Women’s Hospital. Crédito: Science Advances (2020). DOI: 10.1126 / sciadv.abd5354

Uma equipe de pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, desenvolveu uma maneira de usar uma câmera de smartphone para testar infecções virais. Em seu artigo publicado na revista Science Advances, o grupo descreve seu sistema, que também envolve o uso de um dispositivo de microchip catalítico externo e um sistema de smartphone que usa um algoritmo de aprendizado profundo treinado.

Como a pandemia atingiu o mundo durante a maior parte deste ano, os cientistas estão procurando maneiras de retardar a propagação da próxima. Nesse novo esforço, a equipe em Massachusetts desenvolveu um sistema baseado em smartphone que pode ser usado por pessoas não médicas para testar uma variedade de infecções virais.

O sistema é composto por um smartphone, um dispositivo de microchip catalítico externo e software. Amostras de fluidos corporais são colocadas em um canal no dispositivo de microchip catalítico, que é então mergulhado com uma pequena quantidade de peróxido de hidrogênio. A reação resultante leva à formação de bolhas. As bolhas se desenvolvem em padrões únicos baseados em parte nos vírus na amostra de fluido. O usuário aponta a câmera do smartphone para a amostra borbulhante e inicia o algoritmo de aprendizado profundo que já foi treinado para identificar os padrões e, assim, reconhecer a presença de vírus. Todo o processo leva aproximadamente 50 minutos. Até agora, os pesquisadores ensinaram seu sistema a reconhecer apenas três vírus, Zika e hepatite B e C. Mas os testes mostram que o sistema é 99% preciso. Eles observam que seu sistema é mais portátil e econômico do que outras soluções em andamento.

Os pesquisadores sugerem que seu sistema poderia ser rapidamente treinado para reconhecer novos vírus se necessário, e o dispositivo de microchip catalítico poderia ser enviado para pontos quentes no futuro. Essa tecnologia, sugerem os pesquisadores, poderia ajudar a impedir futuras pandemias se usada amplamente. Os pesquisadores também observam que o sistema pode ser imediatamente útil em áreas propensas a infecções sem laboratórios de teste, como países do terceiro mundo.

Publicado em 19/12/2020 23h14

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