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Desde o início da pandemia COVID-19, variantes começaram a surgir. Nesta entrevista, falamos com Jacob Heggestad da Duke University sobre seu teste rápido que pode detectar essas variantes.

Você poderia se apresentar e nos dizer o que inspirou sua pesquisa mais recente sobre o COVID-19 e suas variantes?

Meu nome é Jacob Heggestad e sou um Ph.D. de  ano. candidato em Engenharia Biomédica pela Duke University, trabalhando no laboratório do Dr. Ashutosh Chilkoti. Meu colega David Kinnamon e eu tínhamos desenvolvido anteriormente um teste de anticorpos para COVID-19 (publicado aqui: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg4901 ).

Com o surgimento das variantes do SARS-CoV-2 no final de 2020, vimos uma oportunidade para modificar este teste. Também queríamos torná-lo mais específico para anticorpos neutralizantes (aqueles que fornecem alguma proteção contra doenças) e pensamos que, usando nossa plataforma, poderíamos avaliar a resposta imune humoral (tanto de infecção natural quanto de vacinação) contra várias variantes simultaneamente.

Queríamos construir um teste que pudesse ser usado para ajudar a determinar os riscos de reinfecção ou infecções revolucionárias com base nas variantes que surgiram.

Apesar de novas variantes virais serem descobertas, ainda não temos maneiras rápidas de avaliar as variantes. Por que isso acontece e por que é importante poder determinar rapidamente sua presença?

O método padrão ouro para avaliar a eficácia dos anticorpos neutralizantes contra as variantes do SARS-CoV-2 é por meio de microneutralização de vírus vivo de testes de neutralização por redução de placa. Esses testes são extremamente importantes para compreender a capacidade das variantes do SARS-CoV-2 de escapar da imunidade; no entanto, são demorados para serem executados, requerem instalações de nível 3 de biossegurança / pessoal altamente treinado e, portanto, não são acessíveis em muitos lugares ao redor do mundo.

Acreditamos que nosso teste pode complementar os testes convencionais e resolver algumas de suas limitações – é acessível, fácil de operar e rápido.

Você pode descrever como projetou seu último teste? Como funciona?

Nosso ensaio CoVariant-SCAN (COVID-19 Variant Spike-ACE2 – Competitive Antibody Neutralization) avalia a capacidade dos anticorpos neutralizantes do hospedeiro de bloquear a interação patológica entre variantes de proteínas de pico viral e o receptor ACE2 humano dentro de 1 hora a partir de uma gota de plasma. Este ensaio é construído por impressão a jato de tinta de uma porção da proteína spike (RBD) de cada variante em um revestimento “não incrustante” de poli (metacrilato de éter metílico de oligo etilenoglicol) (POEGMA). Este revestimento não incrustante elimina quase toda a adsorção de proteína não específica e adesão celular, levando a um teste muito sensível.

Perto dali, o ACE2 humano marcado com fluorescência é impresso a jato de tinta sobre uma almofada de trealose solúvel. Quando uma amostra sem anticorpos neutralizantes é adicionada ao CoVariant-SCAN, o ACE2 marcado com fluorescência se dissolve do pincel POEMGA e se liga aos locais de captura de RBD, levando a um sinal de alta fluorescência. Na presença de anticorpos neutralizantes potenciais, a interação RBD-ACE2 pode ser parcial ou completamente bloqueada, resultando em uma diminuição no sinal de fluorescência.

Demonstramos a capacidade de multiplexação do CoVariant-SCAN avaliando simultaneamente a atividade neutralizante contra o tipo selvagem, B.1.1.7 (Alfa), B.1.351 (Beta), P.1 (Gama) e B.1.617.2 (Delta ) variantes.

Qual é a sensibilidade do seu teste para determinar qual variante COVID-19 está presente?

Nosso teste não procura determinar necessariamente com qual variante do COVID-19 uma pessoa está infectada. Em vez disso, o objetivo é determinar o quão protegido você pode estar da infecção de uma determinada variante após a vacinação ou infecção natural. Também pode ser usado para identificar indivíduos que desenvolvem uma resposta imune humoral fraca e, portanto, podem se beneficiar de terapias com anticorpos monoclonais se forem infectados ou expostos.

Quais são os benefícios do seu teste em comparação com outros que foram desenvolvidos?

Em comparação com os testes convencionais (conforme discutido anteriormente), nosso teste é mais rápido e muito mais fácil de operar. Outros testes foram desenvolvidos que usam um princípio operacional semelhante, por exemplo, https://www.genscript.com/covid-19-detection-cpass.html .

No entanto, este ensaio mede apenas os anticorpos neutralizantes contra a cepa SARS-CoV-2 inicial, enquanto o nosso pode avaliar anticorpos neutralizantes contra várias variantes do SARS-COV-2 simultaneamente a partir de uma única amostra.

Como sua pesquisa poderia ser usada para determinar o quão bem um paciente está protegido contra as variantes emergentes do COVID-19?

Imaginamos que nosso teste poderia ser usado para fazer exatamente isso. Um indivíduo pode testar seu sangue para anticorpos neutralizantes e obter algumas informações sobre o quão bem eles podem ser protegidos de certas variantes que estão incluídas no teste.

Felizmente, nosso teste é relativamente fácil de modificar. Quando a variante delta surgiu, demonstramos que poderíamos incorporá-la rapidamente em nossa plataforma. Estamos agora no processo de fazer a mesma coisa com a Omicron.

Seu teste também poderia determinar qual tratamento com anticorpo monoclonal funcionaria melhor para um determinado paciente?

Com certeza, pode ser útil para esse tipo de aplicativo. No artigo, mostramos que o coquetel de anticorpos Regerneon reteve atividade contra todas as variantes testadas. Outros grupos mostraram que certos anticorpos não são tão eficazes contra certas variantes.

Nosso teste poderia ser usado para rastrear anticorpos monoclonais para avaliar rapidamente a eficácia contra uma determinada variante e também poderia ser usado para potencialmente identificar pacientes que podem se beneficiar de receber terapia profilática de anticorpos monoclonais (ou tratamento no início da doença), por exemplo, se eles tem um sistema imunológico comprometido.

Você acredita que, com a pesquisa contínua das variantes do COVID-19, podemos estar mais bem equipados para lidar com as novas, caso elas surjam?

sim. Em minha opinião, sistemas robustos de vigilância genômica e vacinação generalizada são nossas melhores ferramentas para estarmos equipados para lidar com as variantes do SARS-CoV-2.

Precisamos ser capazes de identificar novas variantes rapidamente, determinar o impacto funcional das mutações e continuar a nos proteger por meio da vacinação.

Como você está começando a otimizar sua técnica e quais as vantagens que isso terá?

Esperamos chegar a um ponto em que possamos fabricar esses testes em escala usando métodos de fabricação mais sustentáveis. Também estamos trabalhando para simplificar ainda mais o processo de teste usando microfluídica (semelhante ao formato usado aqui: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg4901 ).

Uma vez que isso seja realizado, isso nos permitirá, esperançosamente, validar ainda mais os dispositivos e obter aprovação para os testes a serem usados ​​na população mais ampla prospectivamente.

Quais são seus próximos passos em sua pesquisa?

Primeiro, trabalhando no processo de manufatura escalonável e implementação microfluídica (conforme descrito acima). Em segundo lugar, com o surgimento da variante Omicron, estamos tentando adaptar rapidamente a plataforma para incluir sua proteína RBD. Com isso, esperamos poder avaliar se o Omicron é capaz ou não de evadir a resposta imune humoral.

Onde os leitores podem encontrar mais informações?

O link para esta publicação está aqui: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl7682

O link para nossa publicação anterior, detalhando nosso chip microfluídico e detector portátil, está aqui: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg4901

Outras publicações relevantes de nosso laboratório, incluindo nosso teste de Ebola ( https://stm.sciencemag.org/content/13/588/eabd9696 ) e teste de câncer de mama ( https://www.nature.com/articles/s41523-021 -00290-0 ).

Texto retirado de News Medical.

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