Pesquisadores da Cranfield University desenvolveram um novo método inovador para identificar biomarcadores em águas residuais usando sensores de papel origami, permitindo o rastreamento de doenças infecciosas usando a câmera de um telefone celular. O novo dispositivo de teste é de baixo custo e rápido e pode mudar drasticamente como as medidas de saúde pública são direcionadas em quaisquer pandemias futuras.
Águas residuais são uma forma fundamental de rastrear infecções
Testar águas residuais é uma das principais maneiras de avaliar a prevalência de doenças infecciosas em populações. Pesquisadores coletam amostras de várias estações de tratamento de água ao redor do país e usam os resultados para entender quais áreas atualmente têm as maiores taxas de infecção. O método foi usado na pandemia de COVID-19 para rastrear taxas de infecção comunitária e direcionar medidas de saúde pública.
Zhugen Yang, Professor de Biossensores e Saúde Ambiental na Universidade de Cranfield, liderou o desenvolvimento dos sensores sentinela. Ele se baseia na pesquisa que ele conduziu em 2020 para desenvolver um teste para detectar SARS-CoV-2 (comumente conhecido como COVID-19), Influenza A e Influenza B em águas residuais usando uma plataforma baseada em papel e uma tocha UV ou câmera de celular.
Até agora, as formas mais precisas de testar amostras de águas residuais têm sido métodos como o teste de reação em cadeia da polimerase (PCR), que deve ser conduzido em laboratórios centralizados por pessoal bem treinado. Isso significa que as amostras são coletadas, armazenadas e transportadas em uma cadeia fria para o local do laboratório antes de serem processadas, o que pode levar vários dias e é comparativamente caro.
Teste baseado em papel dobrado ‘Origami’ é lido por celular
O novo método de teste é rápido, fácil de usar e portátil. Amostras de águas residuais são colocadas em uma folha de papel com impressão em cera que é dobrada em um estilo ‘origami’. O papel contém produtos químicos que reagem a certos marcadores de doenças, desencadeando o surgimento de uma cor fluorescente. Usando uma câmera de celular, os resultados podem ser lidos e os dados coletados rapidamente
O professor Yang desenvolveu o novo método como parte do programa nacional de vigilância de águas residuais da COVID-19. Em 2021, no auge da pandemia, ele realizou testes de campo usando o teste em quatro hotéis de quarentena ao redor do Aeroporto de Heathrow. Todo o processo de amostra para resposta levou menos de 90 minutos, em comparação com cerca de quatro horas para um teste de PCR, com os testes conduzidos no porão de um dos hotéis usando equipamento mínimo. Os resultados mostraram que este novo dispositivo fornece resultados pelo menos tão precisos quanto o teste de PCR, mas a um custo muito menor e pode fornecer um alerta precoce de doenças na comunidade. O dispositivo é particularmente útil para áreas com recursos limitados devido à sua facilidade de uso, baixo custo e resultados rápidos.
O professor Yang comentou: “Durante a COVID-19, provamos que a análise rápida de esgoto comunitário é uma maneira realmente eficaz de rastrear doenças infecciosas e ajudar a gerenciar a saúde pública. O teste simples que desenvolvemos custa apenas £ 1 e usa a função de câmera comumente disponível em um telefone celular, tornando-o facilmente acessível. Isso pode ser uma verdadeira virada de jogo quando se trata de prever taxas de doenças e melhorar a saúde pública diante de futuras pandemias.”
O dispositivo foi apresentado no Museu de Ciência de Londres em reconhecimento à sua contribuição ao Programa Nacional de Vigilância de Águas Residuais durante a pandemia da COVID-19.
O desenvolvimento adicional do teste está sendo patrocinado pelo Leverhulme Trust Research Leadership Scheme e uma bolsa do Biotechnology and Biological Sciences Research Council. No futuro, ele poderia ser potencialmente usado para rastrear novas variantes e ajudar a estabelecer se a variante ainda está se espalhando na comunidade, bem como monitorar a resistência antimicrobiana de uma perspectiva de saúde.
“Sensor sentinela microfluídico de papel permite vigilância rápida e local de águas residuais em ambientes comunitários” é publicado no periódico Relatórios de células Ciência físicae também envolveu cientistas da Universidade de Glasgow e da Universidade de Zhejiang, na China.
