Covid-19 e reabrindo, pesquisadores da Washington University estão projetando detectores para SARS-CoV-2 no ar

Detectores Covid-19 no ar, a solução para reaberturas? Em todo o mundo, incluindo a Itália, o grande problema nesta fase é a reabertura de locais públicos e empresas. Pesquisadores da Washington University estão preparando uma ferramenta muito útil nesta área, ou seja, detectores de gotículas com Covid-19 no ar

Claro, se eles provarem ser confiáveis ​​e rápidos, isso pode realmente mudar as coisas: higienizar um ambulância ou a cirurgia de um médico só poderia ser feita por um motivo (a detecção de Covid-19 no ar), e isso se aplicaria a muitas outras áreas da vida.

Poderia um biossensor que eles desenvolveram anos atrás para a doença de Alzheimer ser convertido em um detector aerotransportado do vírus que causa o COVID-19?

O biossensor foi projetado para medir uma proteína de Alzheimer no cérebro, mas não havia razão para que ele não pudesse ser reaproveitado para detectar partículas virais no ar, eles pensaram. Cirrito e Yuede recrutaram o especialista em aerossol Rajan Chakrabarty, PhD, professor associado de energia, engenharia ambiental e química na Escola de Engenharia McKelvey da universidade para ajudar a projetar uma maneira de rastrear rapidamente o SARS-CoV-2 transportado pelo ar, o vírus que causa o COVID- 19

Agora, com a ajuda de uma doação de US $ 900,000 do Instituto Nacional de Abuso de Álcool e Alcoolismo dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), a equipe tem dois dispositivos em andamento.

Um deles é um detector de aerossol projetado para monitorar continuamente a qualidade do ar em grandes locais de reunião, como salas de conferências, aeroportos e escolas.

O outro é um bafômetro que pode ser usado para medir rapidamente a saúde das pessoas que entram em locais de trabalho ou outras áreas semipúblicas, assim como detectores térmicos de febre já estão sendo usados ​​no Campus Médico da Universidade de Washington.

Covid-19 e difusão aérea: pesquisadores da Washington University

“Digamos que este detector de aerossol dispara em uma grande multidão de pessoas”, disse Cirrito, o principal investigador da colaboração.

“Você poderia limpar a sala imediatamente para que as pessoas não passassem uma quantidade significativa de tempo em uma sala com alguém que está infectado e possivelmente contagioso, e marcar essa sala para limpeza ou desinfecção aprimorada.

Isso poderia reduzir a probabilidade de ocorrer um evento de superespalhamento. E o bafômetro - você respira nele, obtém uma leitura em tempo real, se estiver limpo, continue e, se não estiver, será encaminhado para mais testes ”.

O biossensor foi originalmente projetado para detectar mudanças nos níveis da proteína beta amilóide de Alzheimer.

Para converter o biossensor amilóide em um detector de coronavírus, os pesquisadores trocaram o anticorpo que reconhece a amilóide por um nanocorpo - um anticorpo de lhamas - que reconhece uma proteína do vírus SARS-CoV-2.

O nanocorpo foi desenvolvido no NIH, no laboratório de David Brody, MD, PhD, um ex-membro do corpo docente do Departamento de Neurologia da Escola de Medicina.

Uma vez que o biossensor foi reprojetado para detectar SARS-CoV-2, ele precisará ser testado como um sensor aerotransportado. Mas há um problema: não se sabe muito sobre como as gotículas carregadas de vírus - espalhadas pela tosse, espirro ou até mesmo respirando - viajam pelo ar, então os pesquisadores não terão como validar as leituras do sensor.

“Há muitas perguntas sem resposta”, disse Chakrabarty. O principal deles: quais são os papéis das condições ambientais e da poluição na transmissão?

Partículas finas, como a fuligem, podem viajar distâncias incrivelmente longas; partículas dos incêndios florestais do ano passado na Califórnia chegaram até a Europa continental. As gotículas carregadas de vírus poderiam pegar uma carona em um pouco de fuligem e viajar essas vastas distâncias?

E embora existam modelos que sugerem como a umidade, temperatura, poluição e afins afetam o tamanho e a vida útil das gotículas, eles não foram validados experimentalmente - não a um grau de confiança de que um minúsculo sensor em um vagão de trem possa retratar com precisão risco de exposição.

Os experimentos de Chakrabarty começarão respondendo a perguntas sobre amostras de gotículas aerossolizadas de SARS-CoV-2 inativado, que serão fornecidas pelo NIH e Jacoo Boon, PhD, um professor associado de medicina.

Com a estudante de graduação Esther Monroe, os pesquisadores desenvolveram uma câmara rotativa ambiental que se assemelha a uma cesta rotativa de torrefação de café tradicional.

Dentro, uma gota de vírus variando em tamanho de algumas dezenas de nanômetros a alguns mícrons pode ser suspensa, flutuando na câmara por várias horas.

Os pesquisadores serão capazes de ajustar certas variáveis ​​(temperatura, umidade e exposição à luz ultravioleta) na câmara para entender melhor como essas partículas aerossolizadas com vírus reagem às mudanças nas condições, bem como como isso afeta a detecção pelo biossensor.

Por fim, eles serão capazes de informar como essas variáveis ​​afetam a capacidade de um sensor de detectar as partículas.

Uma vez que eles tenham uma melhor compreensão de como as gotículas carregadas com SARS-CoV-2 são afetadas por essas variáveis ​​em um ambiente planejado de laboratório, chega o ar carregado com partículas finas, também conhecido como PM2.5.

O ar poluído será introduzido na câmara rotativa ambiental com gotículas virais para investigação detalhada.

Nesta fase, a experiência de Chakrabarty é fundamental: em seu laboratório, ele pode produzir diferentes poluentes PM2.5 - fuligem e orgânicos como os dos incêndios florestais da Califórnia ou de uma usina a carvão.

“Queremos saber o que acontece quando esse material particulado fino é encontrado no ar ambiente”, disse ele. “O Covid-19 pode sobreviver em suas superfícies e depois ser inalado?”

Essas questões precisam ser respondidas antes de lançar uma versão do biossensor da Cirrito, modificado para detectar o SARS-CoV-2.

Uma melhor compreensão de como essas partículas de aerossol se comportam ajudará os pesquisadores a determinar se o sensor está captando tudo o que deveria - seja em um dia claro e tranquilo em um ambiente rural ou em uma cidade assolada pela poluição do ar.

Se tudo correr bem, a pandemia COVID-19 terminará em breve, mas é apenas uma questão de tempo até que surja o próximo vírus perigoso transportado pelo ar.

Os dispositivos podem ser atualizados para monitorar outras ameaças, substituindo o anticorpo SARS-CoV-2 por um específico para outro vírus, disseram os pesquisadores, como uma cepa epidêmica de gripe ou o próximo coronavírus.

“Enquanto as pessoas se reunirem em grupos, as infecções respiratórias contagiosas serão um problema”, disse Cirrito.

“Nunca pensei tanto sobre o que sai da minha boca como no ano passado.

Tossir na mercearia fará com que você ganhe olhares estranhos por um longo tempo.

Mas existem maneiras de mitigar os perigos, e eu acho que dispositivos como esses podem ajudar muito no controle da propagação de doenças virais como o COVID-19 e dar às pessoas paz de espírito quando em grandes multidões. ”

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Fonte:

Site oficial de St.Louis da Escola de Medicina da Universidade de Washington

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