Atendendo às necessidades urgentes de diagnóstico da dengue, apresentamos aqui um dispositivo analítico baseado em papel para dengue NS1 integrado ao aplicativo para smartphone (DEN-NS1-PAD) para quantificar a concentração do antígeno NS1 da dengue em amostras clínicas de soro/sangue. Essa inovação aprimora o manejo da dengue, auxiliando a tomada de decisões clínicas em vários ambientes de saúde, mesmo aqueles com recursos limitados.
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Artigo de método
Imunoensaio Portátil Baseado em Papel Combinado com Aplicativo para Smartphone para Detecção Colorimétrica e Quantitativa do Antígeno NS1 da Dengue
Neste artigo
Resumo
Resumo
A infecção pelo vírus da dengue (DENV), que é transmitido por mosquitos Aedes , é um grande problema de saúde pública em países tropicais e subtropicais. Com uma incidência anual de aproximadamente 10 milhões de casos e 20.000-25.000 mortes, particularmente entre crianças, há uma necessidade urgente de ferramentas práticas de diagnóstico. A presença da proteína não-estrutural 1 (NS1) da dengue durante a infecção precoce tem sido associada à liberação de citocinas, extravasamento vascular e disfunção endotelial, tornando-a um marcador potencial para dengue grave.
Imunoensaios baseados em papel, como ensaios de fluxo lateral (LFAs) e dispositivos analíticos microfluídicos baseados em papel (PADs), ganharam popularidade como testes diagnósticos devido à sua simplicidade, rapidez, baixo custo, especificidade e facilidade de interpretação. No entanto, os imunoensaios convencionais baseados em papel para detecção de NS1 da dengue normalmente dependem de inspeção visual, produzindo apenas resultados qualitativos. Para abordar essa limitação e aumentar a sensibilidade, propusemos um ensaio de detecção de dengue NS1 altamente portátil em um Dispositivo Analítico Baseado em Papel (PAD), ou seja, DEN-NS1-PAD, que integra um aplicativo de smartphone como um leitor colorimétrico e quantitativo. O sistema de desenvolvimento permite a quantificação direta das concentrações de NS1 em amostras clínicas.
Amostras de soro e sangue obtidas dos pacientes foram utilizadas para demonstrar o desempenho do protótipo do sistema. Os resultados foram obtidos imediatamente e podem ser empregados para avaliação clínica, tanto em instalações de saúde bem equipadas quanto em ambientes com recursos limitados. Esta combinação inovadora de um imunoensaio baseado em papel com um aplicativo de smartphone oferece uma abordagem promissora para detecção e quantificação aprimoradas do antígeno NS1 da dengue. Ao aumentar a sensibilidade além das capacidades a olho nu, esse sistema tem grande potencial para melhorar a tomada de decisão clínica no manejo da dengue, particularmente em áreas remotas ou carentes.
Introdução
A infecção pelo vírus da dengue (DENV) é a doença transmitida por mosquitos de mais rápida propagação1, e mais de 390 milhões de pessoas estão infectadas com 96 milhões de infecções sintomáticas, 2 milhões de casos de doença grave e mais de 25.000 mortes por ano ocorrem no mundo 1,2. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), estima-se que 3,9 bilhões de pessoas estejam em risco de dengue; ~70% vivem em países da Ásia-Pacífico e principalmente no Sudeste Asiático3. Em 2019, o número de casos de dengue relatados à OMS foi de 4,2 milhões, e a Tailândia con....
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Protocolo
O Comitê de Ética do Comitê de Revisão Institucional, Departamento Médico do Exército Real Tailandês, Hospital Phramongkutklao, Bangkok, Tailândia (IRBRTA 1218/2562) concedeu aprovação. Na realização deste estudo, foram cumpridas todas as normas éticas necessárias.
1. Fabricação do dispositivo de imunoensaio baseado em papel
NOTA: O dispositivo de imunoensaio em papel foi fabricado seguindo métodos previamente estabelecidos36,37, e o pedido de patente tailandês nº 19010081638.
- Projeto e desenho de padrões....
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Resultados
A seleção de um método de fabricação é fundamental para garantir desempenhos de ensaio reprodutíveis em dispositivos de imunoensaio baseados em papel. Em nosso estudo, exploramos vários processos de fabricação e materiais no contexto da demonstração de um imunoensaio baseado em papel. Nosso método escolhido utiliza um sistema de impressão de cera para criar barreiras hidrofóbicas dentro de dispositivos microfluídicos à base de papel. Essa abordagem se destaca pela simplicidade, rapidez e resultados consistentes. Vale res.......
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Discussão
Um dos parâmetros de projeto importantes para um sistema leitor baseado em smartphone é a capacidade de fornecer processamento de imagem reprodutível de amostras. Neste estudo, para simplicidade e conveniência, as imagens foram capturadas de três marcas diferentes de smartphones com câmeras de 12 a 13 MP, sem o uso de caixa de imagem ou acessórios. Condições variáveis de captura de imagem, como a resolução da câmera, o tempo de captura da imagem, as condições de iluminação e o ambiente, podem influenciar a intensidade de.......
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Divulgações
Os autores não têm conflitos de interesse a declarar.
Agradecimentos
M.H.P. agradece o fundo de pesquisa de bolsas da Universitas Islam Indonesia (UII). Os autores estendem sua gratidão ao Sr. Nutchanon Ninyawee por sua valiosa experiência e assistência durante o desenvolvimento do aplicativo móvel e suas contribuições para o manuscrito. Além disso, os autores agradecem o apoio financeiro fornecido pela Tailândia Science Research and Innovation (TSRI), Fundo de Pesquisa Básica: Ano fiscal de 2023 (projeto nº. FRB660073/0164) no âmbito do Programa Smart Healthcare da Universidade de Tecnologia de Thonburi do Rei Mongkut.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Materiais | |||
| 0,1 M solução salina tamponada com fosfato (PBS, pH 7,2) | |||
| BBS contendo 0,1% de Tween 20, 10% de sacarose e 1% de caseína | o tratamento da área conjugada e o tampão de bloqueio | ||
| salina tamponada com borato (BBS) (25 mM de borato de sódio e 150 mM de cloreto de sódio em pH 8,2) suplementado com 1% de BSA | o tampão de lavagem durante o processo de conjugação AuNPs com o anticorpo | ||
| Ácido bórico | Merck | 10043-35-3 | |
| Albumina sérica bovina fração V (BSA) | PAA Lab GmbH (Alemanha) | K41-001 | |
| Caseína | Merck | 9005-46-3 | |
| Papel para Cromatografia Grau 2 | GE Healthcare | 3002-911 | |
| Filme laminado transparente | 3M (Papelarias) | ||
| Hidrogenofosfato dissódico | Merck | 7558-79-4 | |
| Fita dupla lateral | Papelaria | ||
| Cabra anti-rato IgG anticorpo | MyBiosource (EUA) | MBS435013 | |
| Nanopartículas de ouro (40 nm) | Serve Science Co., Ltd. (Tailândia) | ||
| Anticorpo policlonal IgG humano | Merck | AG711-M | |
| Camundongo dengue NS1 monoclonal anticorpo | MyBiosource (EUA) | MBS834415 | |
| Anticorpo monoclonal NS1 da dengue de camundongo | MyBiosource (EUA) | MBS834236 | |
| antígenos do sorotipo 2 NS1 | MyBiosource (EUA) | MBS 568697 | |
| PBS 1X contendo 0,1% de Tween 20 foi usado como | tampão de eluição | ||
| de apoio de plástico 10x30 cm | Pacific Biotech Co., Ltd. (Tailândia) | ||
| Poli-L-lisina (PLL) | Sigma Aldrich | P4832 | |
| Cloreto de potássio | Merck | 104936 | |
| Monofosfato de potássio | Merck | 104877 | |
| Cloreto de Sódio | Merck | 7647-14-5 | |
| Tetraborato de sódio | Sigma Aldrich | 1303-96-4 | |
| Sucrose | Merck | 57-50-1 | |
| Tween 20 | Sigma Aldrich | 9005-64-5 | |
| Instruments | |||
| CytationTM 5 leitor multimodo | BioTek | ||
| Telefones celulares | Huawei Y7, iPhone 11, Samsung a20 | ||
| Scanner de fotos | |||
| Xerox ColorQube 8880-PS | |||
| Software | |||
| Could AutoML Vision Documentação de detecção de objetos | Google Cloud | ||
| ImageJ | National Institute of Health, Bethesda, MD, EUA | ||
| Software |
Referências
- Cattarino, L., Rodriguez-Barraquer, I., Imai, N., Cummings, D. A. T., Ferguson, N. M. Mapping global variation in dengue transmission intensity. Science Translational Medicine. 12 (528), 1-11 (2020).
- World Health Organization (WHO). Treatment, prevention and control global strategy for ....
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Reimpressões e permissões
