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Aug 31, 2023

Nature Communications volume 14, número do artigo: 3692 (2023) Citar este artigo

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A vigilância em tempo real do vírus SARS-CoV-2 transmitido pelo ar é uma lacuna tecnológica que tem escapado à comunidade científica desde o início da pandemia da COVID-19. As técnicas de amostragem de ar off-line para detecção de SARS-CoV-2 apresentam tempos de resposta mais longos e exigem mão de obra qualificada. Aqui, apresentamos um monitor de qualidade do ar patogênico (pAQ) de prova de conceito para detecção direta em tempo real (resolução de 5 minutos) de aerossóis SARS-CoV-2. O sistema integra sinergicamente um amostrador de ar de ciclone úmido de alto fluxo (~1000 lpm) e um biossensor de microimunoeletrodo ultrassensível baseado em nanocorpos. O ciclone úmido apresentou desempenho de amostragem de vírus comparável ou melhor do que os amostradores disponíveis comercialmente. Experimentos de laboratório demonstram uma sensibilidade do dispositivo de 77 a 83% e um limite de detecção de 7 a 35 cópias de RNA viral/m3 de ar. Nosso monitor pAQ é adequado para vigilância pontual de variantes do SARS-CoV-2 em ambientes internos e pode ser adaptado para detecção multiplexada de outros patógenos respiratórios de interesse. A adopção generalizada de tal tecnologia poderia ajudar as autoridades de saúde pública na implementação de medidas rápidas de controlo de doenças.

A pandemia da doença coronavírus 2019 (COVID-19), que começou em dezembro de 2019, ainda assola países em todo o mundo, com a Organização Mundial da Saúde relatando mais de 1,7 milhão de novos casos confirmados em todo o mundo durante a primeira semana de janeiro de 20231. O coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS) -CoV-2) causa esta doença e se espalha através de gotículas respiratórias expelidas de pessoas infectadas durante a tosse, espirro, respiração e fala. A transmissão aérea é reconhecida como uma das vias de infecção predominantes2,3, daí a rápida taxa de infectividade e a natureza virulenta da doença. Para combater esta rápida propagação, governos de todo o mundo adoptaram políticas como a obrigatoriedade de máscara em espaços públicos, a quarentena de indivíduos infectados e o distanciamento social para ajudar a reduzir o risco de transmissão aérea. No entanto, tais medidas de controlo tiveram um impacto negativo na vida quotidiana, com consequências como restrições às viagens aéreas, diminuição das actividades físicas, restrições a grandes reuniões sociais e encerramento de escolas e escritórios. Muitos países demoraram quase 2 anos para retomar as atividades normais. No entanto, o medo da infecção e o rápido ressurgimento periódico da doença, por exemplo, no final de Dezembro de 2022 na China4, realçam o despreparo mesmo das maiores nações no combate à propagação de agentes patogénicos no ar. A indisponibilidade de protocolos de detecção de infecção rápidos e acessíveis a nível comunitário tem sido um factor limitante para os decisores políticos na implementação de estratégias imediatas de mitigação da transmissão da COVID-19. Um dispositivo de vigilância não invasivo em tempo real que possa detectar aerossóis SARS-CoV-2 diretamente no ar é uma solução potencial para estratégias de gerenciamento de infecções e a retomada das atividades normais.

Técnicas de amostragem de ar off-line são comumente usadas para detecção de aerossóis de vírus, onde a coleta e análise de amostras são feitas em dois estágios: primeiro, os aerossóis de vírus são coletados usando amostradores de bioaerossóis independentes, após o que as amostras são transportadas para um laboratório para análise posterior. Estudos recentes usaram técnicas de amostragem de ar off-line, como amostradores de partículas baseadas em crescimento de condensação em amostradores de líquido (PILS), PILS baseados em ciclones de parede úmida e amostragem de filtro, seguida de detecção de vírus usando reação em cadeia da polimerase quantitativa por transcrição reversa (RT-qPCR) detectar a presença do RNA do SARS-CoV-2 no ar dentro de hospitais5,6,7,8,9, shopping centers10, transporte público10, quartos residenciais11 e até mesmo no ar externo12,13. Embora estas descobertas ressaltem a importância de um método de vigilância para detectar vírus transmitidos pelo ar para controlar a propagação da infecção, estes métodos off-line têm um longo tempo de resposta (1-24 horas), requerem mão de obra qualificada e não fornecem informações em tempo real, o que é necessário tomar medidas de controlo rápidas para gerir a propagação do vírus no ar.