Pesquisadores da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), com apoio da Fapesp, desenvolveram uma l\u00edngua eletr\u00f4nica capaz de identificar, em cerca de seis minutos, anticorpos produzidos pelo organismo ap\u00f3s a exposi\u00e7\u00e3o ao H5N1, v\u00edrus causador da gripe avi\u00e1ria. A plataforma combina quatro sensores nanom\u00e9tricos e intelig\u00eancia artificial (IA) para interpretar altera\u00e7\u00f5es el\u00e9tricas provocadas pela amostra.<\/p>\n
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Nos testes, o m\u00e9todo atingiu 99% de precis\u00e3o, segundo estudo publicado na revista ACS Applied Nano Materials.Segundo o f\u00edsico Eduardo Walter, mestre pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), o dispositivo funciona a partir da imped\u00e2ncia el\u00e9trica, medida que indica a resist\u00eancia oferecida por uma subst\u00e2ncia \u00e0 passagem de um sinal el\u00e9trico. A estrutura possui quatro canais, cada um revestido com um material diferente, pelos quais circula a amostra analisada. Eletrodos nas extremidades registram as altera\u00e7\u00f5es produzidas durante a leitura.<\/p>\n
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Os sensores foram recobertos com prote\u00ednas de origem renov\u00e1vel, como ze\u00edna, extra\u00edda do milho; jacalina, encontrada na jaca; e concanavalina, obtida do feij\u00e3o-de-porco, al\u00e9m de nanopart\u00edculas de ouro,\u00a0 de acordo com Walter. “A composi\u00e7\u00e3o diversificada faz com que cada sensor apresente uma resposta el\u00e9trica particular ao entrar em contato com os anticorpos. A partir desses sinais, a intelig\u00eancia artificial interpreta os padr\u00f5es associados \u00e0 resposta imunol\u00f3gica contra o H5N1”, explica o professor do Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos da Universidade de S\u00e3o Paulo (IFSC-USP) e coordenador do projeto, Osvaldo Novais de Oliveira Junior.\u00a0\u00a0<\/p>\n
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Para isso, as medi\u00e7\u00f5es\u00a0 foram realizadas com um analisador port\u00e1til criado pela startup brasileira Blatron. Os dados gerados pela l\u00edngua eletr\u00f4nica foram interpretados por um m\u00e9todo de calibra\u00e7\u00e3o baseado em aprendizado de m\u00e1quina, um subconjunto da IA que usa modelos matem\u00e1ticos para ajudar os computadores a aprender com essas informa\u00e7\u00f5es sem instru\u00e7\u00f5es diretas. \u00a0<\/p>\n
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A tecnologia, portanto, n\u00e3o procura o v\u00edrus diretamente, mas os anticorpos produzidos ap\u00f3s a exposi\u00e7\u00e3o ao agente infeccioso. Para Walter, a combina\u00e7\u00e3o de diferentes sensores amplia a capacidade de discrimina\u00e7\u00e3o do sistema e reduz a possibilidade de resultados equivocados.\u00a0O f\u00edsico destaca ainda a agilidade do m\u00e9todo. Enquanto a rea\u00e7\u00e3o em cadeia da polimerase (PCR) detecta diretamente o material gen\u00e9tico viral e depende de equipamentos e reagentes laboratoriais, a l\u00edngua eletr\u00f4nica apresentou resultado em poucos minutos. Segundo os pesquisadores, a plataforma tamb\u00e9m re\u00fane materiais de baixo custo, caracter\u00edstica que pode favorecer seu uso em sistemas de diagn\u00f3stico.<\/p>\n
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Monitoramento\u00a0<\/strong><\/p>\n
<\/p>\n Eduardo Alexandrino Servolo de Medeiros, professor de Infectologia da Universidade Federal de S\u00e3o Paulo (Unifesp) e Diretor da Sociedade Paulista de Infectologia, explica que a gripe avi\u00e1ria \u00e9 uma doen\u00e7a causada por v\u00edrus da influenza que afeta principalmente aves silvestres e de cria\u00e7\u00e3o, como galinhas e perus. Um dos tipos que mais preocupa \u00e9 o H5N1 (subtipo viral do v\u00edrus Influenza A), porque pode provocar surtos de doen\u00e7as graves entre aves e, em situa\u00e7\u00f5es mais raras, tamb\u00e9m infectar mam\u00edferos, incluindo seres humanos.\u00a0<\/p>\n
<\/p>\n Segundo Alexandrino, at\u00e9 o momento, a transmiss\u00e3o pessoa a pessoa \u00e9 menos comum. No entanto, quanto mais o v\u00edrus circula entre as aves, maior a chance de ele sofrer muta\u00e7\u00f5es (altera\u00e7\u00f5es em sua estrutura) que facilitem sua adapta\u00e7\u00e3o a outras esp\u00e9cies: aumentando a transmiss\u00e3o e mesmo a gravidade da doen\u00e7a.\u00a0 Por isso, o H5N1 \u00e9 monitorado de perto por autoridades em todo o mundo, como a Organiza\u00e7\u00e3o Mundial da Sa\u00fade (OMS).\u00a0<\/p>\n
<\/p>\n Grandes preju\u00edzos<\/strong><\/p>\n
<\/p>\n Al\u00e9m dos riscos \u00e0 sa\u00fade, a gripe avi\u00e1ria tamb\u00e9m causa grandes preju\u00edzos econ\u00f4micos. “Quando um foco da doen\u00e7a \u00e9 identificado, muitas vezes \u00e9 necess\u00e1rio sacrificar milhares, ou at\u00e9 mesmo milh\u00f5es, de aves para impedir a dissemina\u00e7\u00e3o do v\u00edrus. Isso afeta a produ\u00e7\u00e3o de alimentos, gera perdas para os produtores e pode levar a restri\u00e7\u00f5es no com\u00e9rcio internacional”, diz o especialista.\u00a0<\/p>\n
<\/p>\n A plataforma tamb\u00e9m pode ser adaptada para identificar outros microrganismos. Isso significa que a mesma tecnologia poder\u00e1, no futuro, ser utilizada tanto na medicina veterin\u00e1ria quanto na sa\u00fade humana.\u00a0 “Essa \u00e9 uma ferramenta que segue o conceito de Sa\u00fade \u00danica (One Health), que reconhece que a sa\u00fade das pessoas, dos animais e do meio ambiente est\u00e1 diretamente interligada. Quanto mais cedo conseguimos detectar a circula\u00e7\u00e3o de um v\u00edrus como o H5N1, maiores s\u00e3o as chances de evitar surtos, reduzir preju\u00edzos econ\u00f4micos e diminuir o risco de futuras epidemias”, conclui o infectologista.<\/p>\n
Conjunto de sensores<\/strong><\/p>\n
<\/p>\n Uma l\u00edngua eletr\u00f4nica funciona por meio de um conjunto de sensores capazes de identificar padr\u00f5es qu\u00edmicos em uma amostra, de forma semelhante ao modo como a l\u00edngua humana percebe sabores. Em vez de papilas gustativas, o dispositivo usa materiais sens\u00edveis, como prote\u00ednas, pol\u00edmeros ou nanomateriais, que interagem com mol\u00e9culas presentes no l\u00edquido analisado. Quando ocorre essa intera\u00e7\u00e3o, os sensores geram sinais el\u00e9tricos com diferentes caracter\u00edsticas. Esses dados s\u00e3o enviados para um sistema de aprendizado de m\u00e1quina, uma \u00e1rea da intelig\u00eancia artificial que aprende a reconhecer padr\u00f5es. Ap\u00f3s ser treinado com diferentes amostras conhecidas, o algoritmo consegue comparar os sinais obtidos e indicar a presen\u00e7a de determinadas subst\u00e2ncias.<\/p>\n
\u00a0Princ\u00edpio f\u00edsico<\/strong><\/p>\n
<\/p>\n Imped\u00e2ncia \u00e9 a extens\u00e3o do conceito de resist\u00eancia para circuitos de corrente alternada,. como como o que temos na tomada de nossas casas. \u00c9 o que afirma o mestre em f\u00edsica Eduardo Walter. Segundo Walter, a resist\u00eancia \u00e9 a capacidade de um corpo resistir \u00e0 passagem de corrente el\u00e9trica. Quanto maior a resist\u00eancia de um corpo, mais dif\u00edcil \u00e9 passar corrente el\u00e9trica por ele. Isso vale tanto para circuitos de corrente alternada quanto para circuitos de corrente cont\u00ednua. O mestre explica que a resist\u00eancia tamb\u00e9m est\u00e1 relacionada \u00e0 capacidade do material de dissipar energia na forma de calor. “Em chuveiros, por exemplo, temos um resistor, um dispositivo que dissipa calor e, dessa forma, esquenta a \u00e1gua.”\u00a0Entretanto, em corrente alternada, existe outra propriedade: a reat\u00e2ncia. “Ela \u00e9 semelhante \u00e0 resist\u00eancia, por\u00e9m est\u00e1 relacionada com a capacidade do material de armazenar energia.”\u00a0A imped\u00e2ncia \u00e9, portanto, de acordo com o f\u00edsico, uma combina\u00e7\u00e3o dessas duas propriedades: resist\u00eancia e reat\u00e2ncia. “A imped\u00e2ncia diz como o material vai se comportar \u00e0 passagem de corrente: se vai deixar passar pouco ou muito. Se vai dissipar energia ou armazenar energia.”\u00a0\u00a0(Estagi\u00e1ria sob a supervis\u00e3o\u00a0<\/strong>de Marcelo Abreu)<\/strong><\/p>\n
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