Dispositivo permite detecção da infecção por malária em estágio inicial

        Foto: Patricia Sampson/EECS
Sungjae Ha (a esq.) e Anantha Chandrakasan mostram o chip
 no Nanomechanics Laboratory

Protótipo criado nos EUA reconhece as propriedades elétricas das células infectadas como assinaturas de doença

 

Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology, nos EUA, descobriram uma forma de detectar a infecção malárica em células do sangue em estágio inicial, medindo mudanças nas propriedades elétricas das células infectadas.

 

Os cientistas construíram um microdispositivo experimental que utiliza uma gota de sangue e a analisa por meio de um eletrodo que mede um sinal de diferenciação de células infectadas das células não infectadas.

 

O trabalho é um primeiro passo em direção a um dispositivo de detecção de malária de baixo custo e portátil.

 

"Em última análise, o objetivo seria a criação de um dispositivo do tamanho de um selo postal com eletrônica integrada, que pode detectar se uma pessoa tem malária e em que fase", o pesquisador Anantha Chandrakasan.

 

Quando o parasita da malária Plasmodium falciparum infecta um glóbulo vermelho, a célula torna-se mais magnética e mais rígida, propriedades que podem ser detectadas em um dispositivo de rápido diagnóstico. Mas, essas mudanças são difíceis de detectar antes que o parasita amadureça além do estágio de anel - sua primeira fase, e a única fase encontrada no sangue circulante. Em estádios mais tardios da infecção, as células vermelhas do sangue infectadas se aderem a pequenos capilares, obstruindo a circulação e causando vários sintomas e até mesmo a morte em casos graves.

 

Assim, os pesquisadores decidiram usar a impedância elétrica como um sinal de diagnóstico. Vários tipos de infecção, incluindo a malária, alteram a impedância de uma célula, uma medida da resistência elétrica através da membrana celular.

 

Estudos já haviam medido mudanças elétricas em células infectadas no último estágio, mas não estava claro que as células que atingiram apenas o estágio de anel apresentam alterações elétricas.

 

Para descobrir, primeiros os autores construíram um microdispositivo capaz de medir a magnitude e a fase da impedância elétrica de células individuais. O dispositivo é essencialmente um dispositivo de contagem de células, uma abordagem semelhante à de outros dispositivos portáteis e de baixo custo.
 

O desafio, no entanto, envolveu a otimização da eletrônica para permitir medições muito precisas da impedância para cada célula enquanto ela passa.

 

Em testes de células de quatro tipos de células - células não infectadas e células infectadas no anel, estágios de trofozoíto e esquizonte - o dispositivo detectou pequenas diferenças nas medidas de magnitude e diferenças aparentemente aleatórias em fase, mas não o bastante para diferenciar definitivamente entre etapas.

 

Contudo, combinando matematicamente as medidas em um índice chamado delta, as diferenças entre as células não infectadas e todas as três fases tornaram-se claras.

 

"O que é realmente interessante sobre este dispositivo é que ele pode realmente diferenciar os glóbulos vermelhos não infectados dos glóbulos vermelhos infectados na fase de anel, embora o parasita ainda seja muito pequeno nesta fase e as células hospedeiras dificilmente teriam sido modificadas", afirmam os pesquisadores.

 

Os próximos passos para o desenvolvimento envolvem a integração desta nova tecnologia em um pacote pequeno e de baixo custo. "Nossa esperança é que tais tecnologias como as descritas neste trabalho possam ajudar a atender a necessidade de uma nova geração de diagnósticos portátil, descartáveis e baratos para uma variedade de doenças humanas", concluem os autores.

 

isaude.net