Um novo teste detecta uma deficiência de zinco com risco de vida
numa aldeia remota, um trabalhador da ajuda humanitária espeta a ponta dos dedos de uma criança doente, e como a maioria das amostras de sangue de outras crianças, este torna uma tira de teste amarela. É assim que um teste experimental de desnutrição feito com entranhas bacterianas poderia funcionar um dia no campo para expor deficiências de zinco generalizadas que matam milhares a cada ano.estas entranhas incluem plasmídeos, que são loops de DNA., Eles não são as mesmas cadeias de DNA por trás da reprodução e construção celular, mas funcionam como nano-órgãos com programas genéticos que normalmente guiam os processos celulares bacterianos. Em um estudo liderado pelo Instituto de Tecnologia da Geórgia, pesquisadores projetaram seus próprios plasmídeos para direcionar outras partes extraídas de bactérias para fazer o teste de sangue funcionar.a nova tecnologia mostrou alto potencial como base para um teste de subnutrição fácil e barato que poderia ser expandido para incluir muitos nutrientes vitais e outros indicadores de saúde.,
O novo teste experimental é liofilizado para um pó que é mantido a temperaturas diárias, pode ser lido no campo, e pode ser adequado para análise precisa com um aplicativo de smartphone aplicável. Poderia superar as dificuldades clínicas e logísticas de outros testes, incluindo o transporte refrigerado para o campo ou de volta para um laboratório, bem como o tempo perdido.
O teste não só detecta zinco, mas também quantifica seus níveis clinicamente relevantes, o que é necessário para detectar desnutrição e é uma das principais inovações do novo teste., As agências de ajuda poderiam usar uma versão de campo do teste para obter informações imediatas para influenciar rapidamente as decisões políticas sobre intervenções nutricionais.dois bilhões de pessoas em todo o mundo sofrem de deficiências micronutrientes, que ceifam milhões de vidas a cada ano, de acordo com os Centros de controle e prevenção de doenças. A deficiência de zinco por si só foi atribuída a mais de 450 mil mortes em 2009, de acordo com um estudo no Jornal Europeu de Nutrição Clínica.mas detectar desnutrição é complicado.,
” No mundo em desenvolvimento hoje, muitas pessoas podem ter calorias suficientes, mas perder um monte de nutrientes. Você pode olhar para alguém e dizer se eles”re recebendo quantidade suficiente de calorias, mas não se”re obtenção de quantidades suficientes de portadores de nutrientes importantes”, disse Mark Styczynski, que liderou o estudo e é professor associado do Georgia Tech da Escola de Química e Engenharia Biomolecular.
“O impacto é maior em mães grávidas e crianças com menos de 5 anos, que é quando eles têm a maior mortalidade”, disse ele.,the research team, which included collaborators from Northwestern University, published their study in the journal Science Advances. A pesquisa foi financiada pelo National Institutes of Health, A National Science Foundation, o Air Force Research Laboratory, A Defense Advanced Research Projects Agency, a David and Lucille Packard Foundation, e o Camille Dreyfus Teacher-Scholar Program.
Small is huge
Engineering with bacterial innards is at least 25 years old, with research accelerating in the past decade., Mas este novo teste sinaliza pequenas moléculas, como zinco ou iodo, outra grande inovação.
A quantificação dos íons de zinco neste estudo particular foi a prova do conceito de planos para medir muitas moléculas pequenas relevantes para testes em campo. Os pesquisadores poderiam rapidamente expandir o teste para avaliar os níveis dos seis nutrientes vitais de pequenas moléculas, micronutrientes, que são altamente relevantes para o trabalho de campo nutricional.
“we may be able to reasonably quickly make new tests for iron, B12, folate, iodo, and vitamina A”, Styczynski said., “Nós também podemos quantificar moléculas maiores como DNA e proteínas para ajudar a descobrir quão ruim é um surto viral.”
” detectar a presença ou ausência de algo como Ebola ou gravidez é importante. Mas ser capaz de dizer o quanto de algo você tem, como um nutriente ou um vírus, sem ter que transportar equipamento através do campo para fazê-lo tem faltado. A capacidade de fazê-lo pode abrir muitas portas em diagnósticos e tratamentos”, disse Styczynski.a facilidade de Uso do teste experimental de zinco está em contraste com os trabalhos necessários para engendrá-lo., Os pesquisadores começaram a usar bactérias vivas que mudaram as cores em reação ao zinco, mas essa abordagem atingiu obstáculos.”o teste demorou muito tempo, e o volume de sangue e bactérias que precisaríamos não era claro”, disse Styczynski. “Então, ficámos sem telemóvel. Você pega a bactéria e remove o exterior e o genoma — o DNA principal — e você fica com essa rica mistura de partes fortemente reativas, à qual você pode adicionar seu próprio programa genético nos plasmídeos.,abordagens livres de células permitem que as entranhas bacterianas sejam administradas como compostos em uma reação química, tornando o teste previsível, confiável e adequado para padronização. Os pesquisadores construíram dois plasmídeos para conduzir os processos do teste.
“One has the genes taken from E. coli for an enzyme that breaks a big sugar into smaller Sugar. O outro controla a quantidade de um gene regulador que está sendo ativado em resposta aos níveis de zinco”, disse Styczynski.,o teste usa uma molécula de sinal que é parcialmente um açúcar grande e começa amarelo, mas uma vez que o plasmídeo faz uma enzima que cliva o açúcar, a molécula torna-se púrpura. Os níveis de zinco regulam a quantidade de enzima produzida — mais zinco significa mais enzima e mais púrpura. Se o ensaio permanecer amarelo, o zinco é perigosamente baixo.quando testado no soro, ou seja, sangue, a sua rica Biologia confunde a reação, e no mundo real, essa desordem difere de pessoa para pessoa e desviaria esquemas de cor de paciente para paciente.,os pesquisadores resolveram isso com um truque químico para fazer um sistema de calibração que flui com esse desvio. Para o teste real, o zinco regulou como os plasmídeos alteram a cor, mas a primeira autora do estudo, Monica McNerney, mudou as coisas para o calibrador.para fazer seus pontos de referência, ela atingiu o máximo de níveis de zinco e variou os níveis de plasmídeos ponto por ponto, resultando em uma escala de cores.o teste e os pontos de calibração variados do plasmídeo receberam ambos o soro a testar, e a embraiagem deslocou o teste e os pontos de calibração de forma idêntica., A cor alterada do teste poderia ser comparada com precisão com as cores dos pontos de calibração para determinar os níveis de zinco.
As cores estão na faixa visível, não fluorescente, então eles não precisam de dispositivo para ler. A velocidade da mudança de cor poderia revelar mais detalhes sobre os níveis de nutrientes, talvez através de uma análise do vídeo de smartphone feito do teste.
Reference: McNerney, M. P., Zhang, Y., Steppe, P., Silverman, A. D., Jewett, M. C., & Styczynski, M. P. (2019). Quantificação do biomarcador em ponto de cuidados permitida por calibração específica da amostra., Science Advances, 5 (9), eaax4473. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax4473
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