Biossensores baseados em aptâmeros podem revolucionar a detecção de vírus

Biossensores baseados em aptâmeros podem revolucionar a detecção de vírus

A detecção rápida e confiável de vírus é uma das ferramentas mais importantes para controlar surtos, desde a gripe sazonal até pandemias globais como a COVID-19. Uma nova revisão publicada emBiocontaminantedestaca grandes avanços em uma classe promissora de ferramentas de diagnóstico conhecidas como biossensores baseados em aptâmeros, que poderiam ajudar a fornecer testes de vírus mais rápidos, mais baratos e mais portáteis em clínicas, comunidades e no campo.

O estudo, liderado por pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Dalian, examina como pequenas cadeias de DNA ou RNA, chamadas aptâmeros, são produzidas e integradas em biossensores de próxima geração para detecção de vírus. Os aptâmeros podem se ligar a vírus com alta precisão, semelhante aos anticorpos, mas são mais fáceis de produzir, mais estáveis ​​em altas temperaturas e mais fáceis de modificar para diferentes plataformas de detecção.

A detecção confiável de vírus é a base de quase todas as respostas de saúde pública, desde o diagnóstico de pacientes até a vigilância de surtos. Nossa análise mostra que os biossensores baseados em aptâmeros estão rapidamente preenchendo a lacuna entre a precisão laboratorial e a aplicabilidade prática.”

Jiuxing Li, autor correspondente

Os métodos tradicionais de detecção de vírus, como cultura celular, testes de antígenos e PCR, têm desempenhado um papel essencial no controle de doenças, mas apresentam compensações. A cultura celular é lenta e requer instalações especiais. Os testes de antígeno podem não ter sensibilidade. A PCR é muito precisa, mas requer instrumentos caros e pessoal treinado. Essas limitações podem atrasar a detecção, especialmente em ambientes com poucos recursos ou alta demanda.

Biossensores baseados em aptâmeros oferecem uma abordagem diferente. Os aptâmeros são selecionados em laboratório por meio de um processo chamado SELEX, que identifica sequências que se ligam forte e especificamente a alvos virais. Ao contrário dos anticorpos, os aptâmeros são completamente sintéticos, permitindo um controle preciso sobre a sua estrutura, desempenho e custo.

A revisão descreve inovações recentes na seleção de aptâmeros contra proteínas virais ou partículas virais inteiras, incluindo técnicas SELEX avançadas que melhoram a velocidade, a eficiência e o desempenho de ligação. Esses desenvolvimentos permitem que os aptâmeros acompanhem os vírus em rápida mutação, o que é um desafio constante para muitas ferramentas de diagnóstico.

Uma vez selecionados, os aptâmeros podem ser incorporados em uma variedade de biossensores que convertem a ligação do vírus em um sinal mensurável. Os autores descrevem sensores eletroquímicos que geram sinais elétricos, ensaios fluorescentes e de mudança de cor que podem ser lidos visualmente e plataformas ópticas avançadas, como ressonância plasmônica de superfície e espalhamento Raman aprimorado pela superfície para detecção altamente sensível.

“Esses biossensores podem ser desenvolvidos para testes rápidos fora dos laboratórios tradicionais”, disse o coautor Meng Liu. “Algumas plataformas podem fornecer resultados em minutos, requerem preparação mínima de amostras e podem ser operadas com dispositivos portáteis ou portáteis.”

É importante ressaltar que a revisão enfatiza que os biossensores baseados em aptâmeros não estão limitados ao diagnóstico clínico. Apresentam também um grande potencial para monitorização ambiental, segurança alimentar e sistemas de alerta precoce que detectam vírus em superfícies, na água ou no ar antes que os surtos aumentem.

Os autores também abordam os desafios restantes, incluindo validação em larga escala, padronização e integração em fluxos de trabalho de testes do mundo real. Eles observam que a combinação da tecnologia de aptâmeros com microfluídica, nanomateriais e ferramentas de análise de dados poderia melhorar ainda mais o desempenho e a confiabilidade.

“Nosso objetivo é fornecer uma estrutura clara para pesquisadores e desenvolvedores”, disse Li. “Ao compreender os pontos fortes e os obstáculos restantes, podemos acelerar a tradução desses biossensores do laboratório para aplicações práticas.”

À medida que o mundo continua a preparar-se para futuras ameaças virais, os biossensores baseados em aptâmeros poderão tornar-se uma parte importante do kit de ferramentas de diagnóstico global, proporcionando uma forma mais rápida e flexível de detectar vírus onde e quando eles aparecerem.

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