Pandemia COVID-19: potencial da Microfluídica como ferramenta para diagnósticos rápidos

O COVID-19 agora é anunciado como pandemia pela Organização Mundial da Saúde (OMS), fazendo com que muitos países declarem estado de emergência e encerrem lugares públicos. As ferramentas de diagnóstico podem desempenhar um papel fundamental na redução da taxa de disseminação e no controle do vírus. A microfluídica tem o potencial de oferecer ferramentas de diagnóstico de ponto de atendimento rápidas e acessíveis para ajudar nessa condição. Mas primeiro, vamos dar uma olhada nos recursos desse vírus

 O que são coronavírus e COVID-19?

Os coronavírus são uma família de vírus que podem causar doenças em humanos e animais. Essa família de vírus é chamada corona, pois parece uma coroa sob o microscópio. Os coronavírus podem causar infecções no sistema respiratório em humanos. Dois dos membros conhecidos desta família podem levar à Síndrome Respiratória do Oriente Médio (MERS) ou à Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS). O membro mais recente dessa família causa a Doença do Vírus Corona, também conhecida como COVID-19.

Como é diagnosticado o COVID-19?

De acordo com as diretrizes dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC), os clínicos com base nos sinais e sintomas, epidemiologia e histórico de viagens dos pacientes são incentivados a coletar amostras, incluindo uma amostra de saliva, entre outras, para enviar a um laboratório para testes. O teste inclui uma reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa (RT-PCR) da amostra e atualmente pode levar alguns dias para ser concluída.

Por que é importante ter um método de diagnóstico rápido?

A detecção rápida é de importância crucial em uma pandemia. Milhares de novos casos estão sendo testados todos os dias, o que sobrecarrega os laboratórios. A detecção rápida pode reduzir o número de visitas desnecessárias às clínicas de saúde e ajudará o setor de saúde a salvar vidas, tratando os pacientes com resultados positivos. Além disso, reduz o risco de espalhar o vírus enquanto se aguarda os resultados ou é incerto sobre suas condições. Atualmente, existem testes rápidos disponíveis para alguns vírus que podem levar a um resultado em 30 minutos. Testes semelhantes podem aliviar a carga dos laboratórios e clínicas de saúde, se disponíveis para o COVID-19.

Como a tecnologia microfluídica pode ajudar na pandemia de COVID-19?

Como mencionado acima, uma ferramenta de diagnóstico rápido é de suma importância no momento de uma pandemia. É importante notar que pode levar até duas semanas a partir do momento da infecção para que os sintomas sejam observáveis. Isso dá a uma pessoa potencialmente infectada tempo suficiente para espalhar o vírus para 2,2 outras pessoas em média. Para isso, também devemos adicionar o tempo que o laboratório leva para gerar os resultados e devolvê-lo ao paciente e aos hospitais. Um dispositivo de diagnóstico de ponto de atendimento desejável para o COVID-19 deve ter os seguintes recursos:

  • Retorno rápido da amostra para o resultado;
  • Limite de detecção clinicamente relevante;
  • Acessibilidade

A tecnologia microfluídica é adequada para diagnósticos no local de atendimento. A microfluídica está associada ao manuseio de uma pequena quantidade de fluido em canais e câmaras em escala de mícrons. Essas características, juntamente com as altas relações superfície/volume, permitem que os pesquisadores manuseiem menores quantidade de amostras e reagentes com maior eficiência e gerem resultados mais rapidamente do que os métodos convencionais.

Os chips de PCR microfluídicos que foram extensivamente desenvolvidos para a detecção de patógenos como vírus ou bactérias, poderiam oferecer uma solução viável aqui, porque, se projetados adequadamente, eles podem se aproximar de um fluxo de trabalho tradicional de laboratório em RT-PCR. Além disso, eles exigem menos volume de reagentes que, por sua vez, reduzem o custo. O custo é crucial neste estágio, pois o vírus está se espalhando pelo mundo e acaba de começar a afetar os países em desenvolvimento com menos recursos disponíveis. A indisponibilidade de ferramentas de diagnóstico acessíveis pode acelerar a disseminação do vírus que estressa os sistemas de saúde.

Em suma, a pandemia do COVID-19 nos lembra a importância de uma ferramenta de diagnóstico rápida e confiável no ponto de atendimento. A disseminação do vírus poderia diminuir se tivéssemos essas ferramentas em mãos para testes rápidos do vírus. Também poderia diminuir as visitas aos hospitais e a carga de trabalho dos laboratórios, resultando em mais espaço e melhor tratamento para os pacientes e salvando mais vidas. 

A microfluídica tem potencial para ser usada como uma ferramenta de diagnóstico neste contexto. Ainda estamos nos primeiros estágios dessa pandemia e podemos ter outras pandemias nos ameaçando no futuro. Portanto, temos que usar todo o nosso potencial tecnológico e científico para derrotar esses casos. Biomédicos e pesquisadores são altamente incentivados a examinar os potenciais da tecnologia microfluídica a esse respeito.

Fonte: uFluidix

Referências: 

1. who.int/news-room/q-a-detail/q-a-coronaviruses

2. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov

3. Coronavirus testing explained: how does it work and how quickly can you get a response in Australia?

4. Features, Evaluation and Treatment Coronavirus (COVID-19)


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Sobre Harrson S. Santana

Harrson S. Santana obteve seu doutorado em Engenharia Química pela Universidade de Campinas em 2016. Sua tese de doutorado foi a investigação da síntese de biodiesel em microcanais, utilizando simulações numéricas e ensaios experimentais. Em 2015, ele passou vários meses na Universidade de Glasgow (Reino Unido) desenvolvendo pesquisas na área de impressão 3D. Atualmente, ele é pesquisador associado e professor colaborador da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, trabalhando no desenvolvimento de microplantas químicas e uso de impressoras 3D em processos químicos. Ele publicou vários artigos explorando desde simulações numéricas no desenvolvimento de microdispositivos até o uso de microfluídica em reações químicas e operações unitárias. Seu interesse científico se concentra em fenômenos de transporte em sistemas microfluídicos, impressoras 3D e sistemas robóticos aplicados a processos químicos em microescala.

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