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O teste home de HIV-AIDS podia ser uma realidade dentro de dois anos

Um dispositivo portátil similar a um teste de gravidez home que possa rapidamente detectar a presença de doenças infecciosas, incluindo HIV-AIDS e sarampo assim como agentes biológicos tais como o Ricin e antraz, é o objetivo de um projecto de investigação comum novo entre o instituto de Vanderbilt para biosistemas Integrative pesquisa e a educação (VIIBRE) e o LLC dos diagnósticos de Pria, uma empresa confidencialmente guardarada de Califórnia que se especialize em diagnósticos médicos miniaturizados. A colaboração foi concordada perto do fim de 2004.

VIIBRE passou os últimos três anos que desenvolvem a capacidade para medir o metabolismo de grupos pequenos de pilhas e que estudam como respondem às drogas, às toxinas e aos poluentes. Para fazer esta, a equipe interdisciplinar desenvolveu duas tecnologias básicas: eléctrodos especiais que podem medir as concentrações dos produtos químicos que as pilhas consomem e excretam em volumes extremamente pequenos e no uso dos líquidos que correm através dos canais microscópicos para mover confiantemente e manipular um pequeno número de pilhas. No processo, o grupo aplicou-se para mais de 12 patentes.

Entrementes, Pria desenvolveu um sistema micro-óptico da espectroscopia da fluorescência e usou-o como a base para um detector masculino barato da fertilidade que pudesse ser usado na HOME para medir a mobilidade do esperma com uma precisão comparável às análises do laboratório.

“Eu sou excitado em como bom as tecnologias de VIIBRE e de PRIA engrenam,” disse John P. Wikswo, professor da engenharia biomedicável, a fisiologia e a física e o director de VIIBRE. “Nós já estamos fazendo o progresso rápido em instrumentos portáteis da prototipificação para o diagnóstico clínico e o biodefense.”

“Hoje o tratamento para o AIDS é muito caro e há sempre uma pergunta sobre quando começar e para parar a terapia anti-retroviral,” disse o oficial principal Jason Pyle da tecnologia de Pria. “Nós estamos desenvolvendo um dispositivo que nós esperemos permitamos que os profissionais médicos e os pacientes de VIH controlem sua doença em uma maneira que seja similar a como os pacientes do diabetes podem monitorar sua condição desde a introdução dos detectores home da glicemia.”

O objetivo da colaboração é produzir seu primeiro monitor portátil do VIH dentro de dois anos. Além do que tais o “ponto dispositivos do cuidado”, Wikswo e Pyle está juntando-se a forças para desenvolver os sistemas de selecção da alto-produção que poderiam ter um impacto principal no processo de descoberta da droga.

A origem da colaboração é um exemplo da potência do serendipity. Começou quando David Schaffer, um estudante de VIIBRE que ficasse sobre no instituto como um coordenador do projecto depois que se graduou, consultava a Web que procura um trabalho permanente. Embora procurando uma posição local, abriu inadvertidamente um Web page com as listas de Califórnia. Veio através de uma abertura interessante em Pria, localizou em Menlo Park, e decidiu aplicar-se.

Embora Pria decidisse que não era a pessoa adequada para o trabalho, em sua correspondência Pyle expressou o interesse potencial na colaboração com o VIIBRE. Schaffer passou a informação avante a Wikswo, que deu a Pyle um atendimento. Isso era ao princípio de setembro de 2004. Em meados de novembro um acordo de pesquisa comum para $120.000 pelo primeiro ano foi terminado e assinado.

Quinze anos há um número de empresas start-up foram criadas para realizar o objetivo de fazer a “laboratório-em-um-microplaqueta” uma realidade. Contudo, pondo disposições microscópicas de canais, as bombas e as válvulas para mover-se em torno das quantidades minúsculas de líquido em chip de silicone provaram ser consideravelmente mais difíceis do que esperadas, e os produtos que estas empresas criaram até aqui foram demasiado caros para o mercado dos diagnósticos do ponto--cuidado.

Para seu verificador home da fertilidade, Pria manteve custos para baixo mantendo seu sistema tão simples quanto possível. Em vez da tentativa espremer tudo em uma única microplaqueta, os desenhistas de Pria começados com um sistema diagnóstico do desktop e encolheram-no para baixo em um dispositivo sobre o tamanho de um copo de café. Um dos aspectos da economia de gastos do projecto era manter seus componentes demanipulação para separar de sua microeletrônica. O dispositivo resultante é consideravelmente maior do que sistemas comparáveis da laboratório-em-um-microplaqueta mas é igualmente muito menos caro. “Que é uma das características atraentes sobre a aproximação de Pria,” disse Wikswo. “Mantêm seus microfluidics e microeletrônica tão simples quanto possível.”

De “o primeiro produto Pria centrado sobre a fertilidade,” disse Schaffer. “Com nossas capacidades, podem começar a aplicar sua tecnologia a uma mina de ouro de aplicações diferentes.”

Uma das capacidades da chave VIIBRE, que foi desenvolvida por uma equipa de investigação dirigiu pelo professor adjunto da química David Cliffel, é a revelação de uma série do sensor capaz simultaneamente de medir as concentrações dos produtos químicos chaves que as pilhas consomem e excretam - oxigênio, glicose e ácido láctico com bastante sensibilidade para monitorar a saúde de algumas mil pilhas limitadas em um volume pequeno.

Sob a liderança de Franz Baudenbacher, o professor adjunto da engenharia biomedicável e da física, pesquisadores de Vanderbilt miniaturizou mais esta tecnologia de sensor para gravar mudanças rápidas no metabolismo e na sinalização de pilhas individuais. Para segurar tais um pequeno número de pilhas, adaptaram um método para moldar microcanal e válvulas em um material similar àquele usado em lentes de contacto macias. Isto deu-lhes a capacidade à captação, manipula, cresce e estuda únicas pilhas vivas nos recipientes extraordinària pequenos - os volumes que são mal maiores do que as pilhas elas mesmas.

A maioria de sensores que foram desenvolvidos para identificar agentes tóxicos são única finalidade. Isto é, podem identificar a presença de um único, ou número limitado de estreitamente relacionadas, toxinas. A capacidade para monitorar a saúde de grupos pequenos de pilhas, contudo, torna possível detectar a presença de venenos desconhecidos enquanto afectam o metabolismo da pilha.

Além disso, examinando o impacto que um agente desconhecido tem na pilha diferente dactilografa - coração, pulmão, nervo, pele, etc. - esta aproximação igualmente pode ràpida fornecer introspecções críticas em seu modo de acção.

“Pria tem uma compreensão proeminente do clínico e mercado do dispositivo diagnóstico e a capacidade ràpida ao protótipo óptico e aos dispositivos do microfluidics,” disse-o Wikswo, “mas é difícil para que a empresa examine um grande número aplicações possíveis. Contudo, aqui na universidade, procurarar por novas aplicações é uma das coisas que nós fazemos melhor.”