Novo dispositivo detecta anticorpos COVID-19 em cinco minutos

Testes rápidos, baratos e precisos continuam sendo essenciais para a vigilância epidemiológica e para os serviços de saúde monitorarem e conterem a disseminação do SARS-CoV-2. Cientistas brasileiros têm contribuído para os esforços nessa área ao desenvolver um imunossensor eletroquímico que detecta anticorpos contra o vírus. A inovação é descrita em artigo publicado recentemente na revista ACS Ciência e Engenharia de Biomateriais.

Em busca de um novo método de diagnóstico, o grupo optou por um material muito utilizado na metalurgia –óxido de zinco— e combinou-o pela primeira vez com vidro de óxido de estanho dopado com flúor (FTO), um material condutor usado em eletrodos para energia fotovoltaica e outras aplicações avançadas.

“Com essa combinação inusitada e a adição de uma biomolécula, a proteína spike viral, desenvolvemos uma superfície capaz de detectar anticorpos contra o SARS-CoV-2. O resultado é apresentado como um sinal eletroquímico captado por essa superfície”, disse o químico Wendel Alves , autor principal do artigo. Alves é professor do Centro de Ciências Naturais e Humanas da Universidade Federal do ABC (UFABC), estado de São Paulo.

O eletrodo fabricado pelos pesquisadores detectou anticorpos COVID-19 no soro em cerca de cinco minutos com 88,7% de sensibilidade e 100% de especificidade, superando até mesmo o ligado à enzima ensaio imunoabsorvente (ELISA), a ferramenta de diagnóstico clínico padrão-ouro atual.

Segundo Alves, que dirige o Laboratório de Eletroquímica e Materiais Nanoestruturados da UFABC, o conhecimento prévio de propriedades químicas como o ponto isoelétrico da proteína spike (S) do vírus permitiu ao grupo desenvolver uma plataforma para que o S se ligasse eletrostaticamente a nanobastões de óxido de zinco. O óxido de zinco é cada vez mais usado para fabricar biossensores devido à sua versatilidade e propriedades químicas, ópticas e elétricas únicas.

O imunossensor é fácil de fabricar e usar, e seu custo de produção é relativamente baixo. “O grupo conseguiu desenvolver o dispositivo graças ao seu forte conhecimento de novos materiais e síntese de nanorods de óxido de zinco”, disse Alves. Os nanorods formam um filme na superfície condutora do FTO, criando um microambiente molecular favorável para a imobilização da proteína S e tornando a construção uma maneira simples de detectar esses anticorpos.

Os pesquisadores agora adaptarão a plataforma para torná-la portátil e conectável a dispositivos móveis para uso no diagnóstico de COVID-19 e outros doenças infecciosas.

Análise e usos futuros

Um total de 107 amostras de soro sanguíneo foram analisadas. Eles foram divididos em quatro grupos: pré-pandêmicos (15), convalescentes de COVID-19 (47), vacinados sem resultado positivo anterior para a doença (25) e vacinados após resultado positivo (20). A vacina consistia em duas doses da CoronaVac administradas com quatro semanas de intervalo. A CoronaVac é produzida pela empresa chinesa SinoVac em parceria com o Instituto Butantan (SP).

Os autores do artigo – pesquisadores filiados à UFABC e ao Instituto do Coração (INCOR), da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FM-USP) – destacam que o aparelho detecta anticorpos produzidos tanto em resposta à infecção pelo vírus e vacinação, e apresenta excelente potencial como ferramenta de monitoramento da soroconversão e soroprevalência. Detectar a resposta à vacinação é importante para ajudar as autoridades de saúde pública a avaliar a eficácia de diferentes vacinas e de campanhas ou programas de imunização, enfatizam.

O dispositivo foi validado para detectar a imunidade induzida pela CoronaVac, mas o grupo planeja estender seu uso para testar a resposta às vacinas da Pfizer e da AstraZeneca.

Uma das vantagens do eletrodo desenvolvido por eles é sua arquitetura flexível, o que significa que ele pode ser facilmente personalizado para outros diagnósticos e aplicações biomédicas usando diferentes biomoléculas nos nanobastões de óxido de zinco e outros analitos alvo.

“A tecnologia é uma plataforma versátil de biossensores. Conforme desenvolvida por nós, ela pode ser modificada e customizada para detecção sorológica de outras doenças de interesse da saúde pública”, disse Alves.