Um ‘mini ciclone’ ajuda a detectar coronavírus no ar

Os cientistas criaram uma máquina de amostragem de ar que leva apenas alguns minutos para detectar o vírus que causa o COVID-19. Esta ilustração 3D mostra o design final proposto para esse dispositivo.

Joseph Puthussery/Univ. de Washington. em St.

Por Tina Hesman Say

9 de agosto de 2023 às 6h30

Se você entrar em uma sala e se perguntar se o vírus que causa o COVID-19 está por aí, você não está sozinho. Agora existe um dispositivo que pode responder a essa pergunta. Pesquisadores criaram uma máquina sugadora de ar capaz de detectar rapidamente o coronavírus.

A máquina é um pouco maior que uma torradeira. Em apenas cinco minutos, pode detectar apenas sete a 35 partículas do vírus SARS-CoV-2 por metro cúbico (35 pés cúbicos) de ar. É quase a mesma sensibilidade dos testes de esfregaço nasal que dependem de PCR, diz Rajan Chakrabarty. Ele é cientista de aerossóis na Universidade de Washington em St. Louis, Missouri.

Sua equipe descreveu sua inovação em 10 de julho na Nature Communications.

Um desafio que a equipe enfrentou foi coletar ar suficiente para concentrar as partículas do coronavírus. Sistemas anteriores desenvolvidos por outros sugavam entre dois e oito litros (quartos) de ar por minuto. Este amostrador extrai 1.000 litros por minuto.

Para capturar o vírus, diz Chakrabarty, sua equipe criou “um ciclone artificial dentro do amostrador”. Uma vez lá dentro, o ar é misturado ao líquido em um redemoinho rápido. Esta ação ciclônica lança a lama contra a parede do detector. Qualquer vírus agora se concentrará lá.

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Um filtro HEPA conectado ao dispositivo remove quaisquer vírus transportados pelo ar não capturados no líquido. Após cinco minutos de coleta, o sistema bombeia o líquido rico em vírus para um biossensor.

Esse sensor possui um eletrodo conectado a uma proteína especializada do sistema imunológico produzida por lhamas e seus parentes. Conhecido como nanocorpo, ele combate infecções como fazem os anticorpos humanos. Mas esta proteína é menor e um pouco mais resistente.

A nanocorpo captura a proteína spike de qualquer coronavírus que passe. A eletricidade flui do eletrodo através da nanocorpo e da proteína spike. Isso faz com que um determinado aminoácido – um bloco de construção da proteína spike – perca elétrons. Sua perda causa uma mudança na tensão. E isso sinaliza que o SARS-CoV-2 está presente.

A equipe da Universidade de Washington colocou seu dispositivo nos apartamentos de dois voluntários. Cada um tinha uma infecção confirmada por COVID-19. Isso permitiria à equipe testar quão bem a ferramenta poderia detectar o vírus em condições do mundo real.

E detectou “até mesmo vestígios de vírus transmitidos pelos pacientes”, diz Chakrabarty. Quando colocado em uma sala de conferências vazia e bem ventilada, o dispositivo não detectou nenhum vírus.

“Eles demonstraram que funciona”, diz Linsey Marr. Ela é cientista de aerossóis na Virginia Tech em Blacksburg. Este novo sistema pode “detectar [o] vírus em níveis baixos que nos preocupariam no ar”, diz ela. Como parte do estudo de como os germes se espalham, a equipe de Marr também está desenvolvendo um detector de vírus.

Alguns desafios permanecem. Por um lado, o novo dispositivo é barulhento – quase tão alto quanto um aspirador de pó ou um telefone tocando. As pessoas podem achar isso tolerável por um curto prazo. Mas isso é muito alto, diz Marr, para funcionar sem parar em uma sala de aula ou escritório.

O sistema também é caro. Chakrabarty diz que o custo de construir um em um laboratório de pesquisa gira em torno de US$ 1.400 a US$ 1.900.

As versões comerciais podem começar muito caras para uso doméstico, diz Marr. Mas ela acha que hospitais, aeroportos e outras áreas públicas poderiam se beneficiar com elas. Poderá ser possível ligar os dispositivos ao fornecimento de ar para sistemas que aquecem, arrefecem e ventilam edifícios. Esses sistemas poderiam então aumentar o fluxo e a filtragem do ar quando o vírus fosse detectado.

Enquanto isso, Chakrabarty já pensa nos próximos passos para o dispositivo de sua equipe. Ele espera adicionar nanocorpos de lhama para detectar também outros vírus transportados pelo ar, como o que causa a gripe.