Um laboratório na palma da mão. Foi com esse conceito que pesquisadores da Universidade de Toronto, no Canadá, desenvolveram uma tecnologia portátil que conseguiu detectar anticorpos de sarampo e rubéola com acurácia e em pouco mais de meia hora. Se no mundo desenvolvido essas doenças foram praticamente erradicadas, em países pobres e carentes de vacinação elas ainda representam um desafio à saúde pública.
De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), todos os anos 134 mil pessoas morrem em decorrência do sarampo, e 100 mil crianças nascem com defeitos congênitos devido à rubéola. Em regiões remotas, como área rural de nações em desenvolvimento ou campos de refugiados, o acesso à imunização e detecção precoce torna-se ainda mais difícil. Por isso, em 2016, uma equipe da universidade viajou 6 mil quilômetros, desde o Canadá até o campo de refugiados Kakuma, no Quênia, um dos maiores do mundo, com população de 160 mil pessoas.
Quatro cientistas desembarcaram no campo em junho daquele ano com um equipamento do tamanho de uma torradeira, preparado em Toronto para os testes de sarampo e rubéola. Na ocasião, o governo queniano organizava uma campanha de vacinação, o que foi importante para validar a tecnologia. Assim, os pesquisadores tinham como comparar o resultado do exame idealizado no Canadá com aquele obtido pelo laboratório do Instituto Médico Queniano, em Nairóbi.
O teste foi desenvolvido por alguns dos maiores especialistas mundiais em microfluídicos, tecnologia pela qual fluidos são bombeados através de tubos com dimensão similar a um fio de cabelo humano. ;Meu grupo especializou-se em uma forma alternativa dessa tecnologia, chamada microfluídico digital, que dispensa esses tubos;, explicou, em uma teleconferência de imprensa, Aaron Wheeler, que conduziu o trabalho.
Pequenas quantidades de líquido ; como uma gotinha de sangue ; são inseridas no dispositivo, semelhante a um chip de computador. Então, o fluido é manipulado e processado dentro desse pequeno artefato, fabricado por uma técnica de baixo custo: a de impressão 3D. Para funcionar, o chip é inserido na ;torradeira;, que transmite impulsos elétricos. Um computador portátil, como um notebook, ligado a ela faz a leitura do resultado em 35 minutos.
;Qualquer que seja o formato dos microfluídicos, eles são intrigantes porque permitem a detecção de substâncias químicas interessantes em amostras complexas;, continua Wheeler. ;Em essência, esse tipo de dispositivo é uma espécie de ;laboratório em um chip;, que reproduz as funções de um laboratório químico moderno em um pacotinho que cabe na palma da mão. É particularmente atraente imaginar levar essa tecnologia a locais remotos, onde pode ser usada por populações sem acesso a cuidados médicos regulares;, observa. O pesquisador esclarece que os testes foram realizados para sarampo e rubéola por causa da campanha de imunização em curso no campo de refugiados. Porém, de acordo com ele, em princípio o laboratório portátil é aplicável a qualquer outra enfermidade infecciosa.
Pesquisador de Ph.D. no laboratório de Wheeler, Darius Rackus explicou, na teleconferência, que, para chegar a esse dispositivo, alguns desafios tiveram de ser superados. ;Havia necessidade de ferramentas de baixo custo para manufaturar nossos cartuchos microfluídicos (os chips), precisávamos de instrumentação portátil para controlar esses cartuchos e de ensaios bioquímicos para testar anticorpos de sarampo e rubéola;, disse. Ele conta que, normalmente, a manufatura de microfluídicos é a mesma da fabricação de um chip de computador. ;Porém, esses chips podem ser muito caros, cerca de US$ 50 cada um. Se íamos enviar centenas deles para o Quênia, precisávamos de um método mais barato;, explicou. Para tanto, os cientistas lançaram mão de uma impressora 3D e de uma tradicional.
Resolvido esse problema, ainda havia uma barreira: o equipamento que aplica a sequência de impulsos elétricos para controlar o chip é pesado demais para ser locomovido. Mudando alguns circuitos com a ajuda de cortadores a laser e, mais uma vez, de impressora 3D, foi possível construir a ;torradeira;. ;Isso nos permitiu criar um instrumento do tamanho de uma caixa de sapato, que pode ser levado como bagagem de mão em um avião. Chamamos de MR Box, obviamente por causa das palavras sarampo e rubéola (measles e rubella, em inglês).; A última coisa que faltava era o exame bioquímico barato para checar os anticorpos de sarampo, pois o de rubéola já havia sido desenvolvido anteriormente pela equipe. Para tanto, os cientistas ligaram proteínas do vírus causador da doença em esferas magnéticas microscópicas. Misturadas a um pequeno volume de sangue, as continhas se associam e extraem anticorpos específicos do micro-organismo.
Desafio
Com todos os pré-requisitos técnicos resolvidos, a equipe viajou para o Quênia em maio de 2016. ;Assim que chegamos a Kakuma, ajeitamos nossos MR boxes em uma pequenina sala do hospital do campo. Aquele seria nosso lar durante muitas horas de testes ao longo das próximas três semanas. Fazer os testes de sarampo e rubéola em campo foi, definitivamente, muito desafiador;, relatou, na teleconferência, Julian Lamanna, candidato ao Ph.D. no grupo de Aaron Wheeler. ;No nosso laboratório na Universidade de Toronto, quando as coisas dão errado, temos todos os recursos imagináveis para resolver o problema. Mas em campo, especialmente em uma localidade remota como Kakuma, não tínhamos o luxo de ir à geladeira e pegar reagentes frescos, ou imprimir mais cartuchos se algo falhasse;, contou.
Para o estudo, foram recrutadas 114 pessoas, cada uma delas testada para anticorpos de sarampo e rubéola (no futuro, os cientistas pretendem fazer com que um único chip seja usado para identificar diversas doenças). Os resultados foram, então, comparados aos exames do laboratório de Nairóbi. A acurácia foi de 86% no caso do sarampo e 84% para a rubéola. ;Esses resultados são realmente muito satisfatórios, considerando que foi a primeira vez que levamos nosso instrumento para fora do laboratório e fizemos testes;, afirmou Lamanna.
O trabalho do grupo não acabou. ;No meu laboratório, atualmente estamos trabalhando para um teste de malária e zika. E, claro, há muitos outros exames que gostaríamos de desenvolver se tivermos recursos suficientes;, revelou Wheeler. ;Acho que, à medida que a tecnologia é desenvolvida, ela poderá ser útil à comunidade global de saúde para melhorar as decisões em estratégias de vacinação, ajudando a reduzir a morbidade a mortalidade por doenças evitáveis;, concluiu a epidemiologista Amy Summers, que completa a equipe.
Palavra de especialista
Resposta animadora
;Esse estudo é animador porque tornou possível o uso da tecnologia de microfluídicos digitais em localidades remotas. Os autores conseguiram detectar anticorpos de sarampo e rubéola a partir de pequenas quantidades de sangue coletadas de pessoas em um campo de refugiados no Quênia. É encorajador ver que os autores fizeram os testes de campo com o equipamento, significando que eles testaram as amostras in loco, em vez de mandá-las para um laboratório centralizado. Estamos muito animados para ver essa tecnologia continuar a avançar esperançosos a respeito das oportunidades que ela vai trazer ao campo da saúde global.;
Caitlin Czajka, Ph.D. em biologia molecular e editora associada da revista Science Translational Medicine