BREISGAU, Alemanha, 10 de novembro de 2021 - Citando o aumento da resistência a antibióticos em ascensão global, pesquisadores do Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques (Fraunhofer IPM), trabalhando junto com os da Ludwig Maximilian University of Munich, desenvolveram um processo para rápido detecção de patógenos multirresistentes. O método é sensível o suficiente para ser capaz de usar uma única molécula de DNA para a detecção de patógenos.

Encontrar o antibiótico mais eficaz geralmente requer informações sobre o genoma da bactéria, que normalmente não estão disponíveis em consultórios médicos. Normalmente, os testes de laboratório são necessários, o que adiciona tempo e complexidade à pesquisa. O método desenvolvido pelos pesquisadores acelera o processo, usando um chip microfluídico para detectar e analisar moléculas individuais. O foco do projeto SiBoF (impulsionadores de sinal para ensaios de fluorescência em diagnóstico molecular) está em um método de detecção point-of-care fácil de usar. Os pesquisadores prevêem que a plataforma será usada como parte de diagnósticos de ponto de atendimento em enfermarias de hospitais ou em práticas médicas como uma alternativa às análises de reação em cadeia da polimerase estabelecidas.
O dispositivo compacto para detecção de patógenos multirresistentes realiza todas as etapas da reação automaticamente e fornece o resultado em uma hora. Mesmo uma única molécula de DNA é suficiente para a detecção. Cortesia de Fraunhofer IPM
Uma equipe de pesquisadores na Alemanha desenvolveu um processo para detectar rapidamente patógenos multirresistentes. O processo utiliza um dispositivo compacto que realiza todas as etapas da reação automaticamente e fornece o resultado em uma hora. Mesmo uma única molécula de DNA é suficiente para a detecção. Cortesia de Fraunhofer IPM.
A plataforma de teste portátil e compacta é equipada com um sistema fluídico automatizado, no qual todos os reagentes necessários são armazenados. O chip microfluídico moldado por injeção é incorporado em uma gaveta no sistema de teste, onde é fornecido com os reagentes necessários através do sistema fluídico antes que a análise óptica seja realizada.

“Detectamos parte da fita de DNA do patógeno. Usando nosso novo processo, mesmo uma única molécula de DNA que se liga a um local específico no chip microfluídico é suficiente para fazer isso. Os canais fluídicos são integrados ao chip - as superfícies dos quais são preparadas com locais de ligação para patógenos específicos ”, explicou Benedikt Hauer, gerente de projeto e cientista pesquisador da Fraunhofer IPM.

O dispositivo point-of-care apresenta um microscópio de fluorescência miniaturizado de alta resolução. O software de análise de imagem desenvolvido especificamente identifica moléculas individuais, o que permite que as moléculas alvo capturadas sejam contadas para fornecer um resultado quantitativo. A fluorescência é estimulada por LEDs, que são afixados embaixo do cartucho que contém os canais de fluidos.

Normalmente, as moléculas de DNA alvo são detectadas por meio de marcadores de fluorescência específicos. O novo método usa antenas com esferas nanométricas, que amplificam os sinais ópticos desses marcadores e eliminam a dependência da amplificação química via PCR.

“As antenas ópticas consistem em partículas de metal de tamanho nanométrico que concentram a luz em uma região minúscula e também ajudam a emitir luz - da mesma forma que as antenas macroscópicas fazem com as ondas de rádio”, disse Hauer. As partículas de metal são quimicamente ligadas à superfície do chip.

Uma estrutura de moléculas de DNA, que os pesquisadores classificaram como origami de DNA, mantém ambas as nanopartículas de ouro no lugar. Entre as nanopartículas, a estrutura fornece um local de ligação para a respectiva molécula alvo e um marcador de fluorescência. O design patenteado fornece a base para a nova tecnologia de ensaio.