Novo Sensor Portátil Detecta Pneumonia no Ar Exalado

Detecção Rápida de Pneumonia pelo Ar Exalado

Esperar por radiografias de tórax ou resultados laboratoriais para diagnosticar pneumonia e outras doenças pulmonares pode se tornar coisa do passado. Além disso, pesquisadores do MIT desenvolveram um protótipo de sensor portátil capaz de identificar essas condições a partir do ar exalado pela pessoa.

Como Funciona o Sensor PlasmoSniff

O dispositivo, chamado PlasmoSniff, funciona analisando nanopartículas que o paciente inala inicialmente. Depois, essas nanopartículas são exaladas com biomarcadores aliados, que podem revelar sinais da doença em locais profundos do corpo.

Aditya Garg, engenheiro mecânico responsável pelo projeto, explica: “Imaginamos que o paciente inalaria as nanopartículas e, em cerca de 10 minutos, exalaria um biomarcador sintético que informa o status pulmonar”. Portanto, o sensor detecta esses biomarcadores em minutos, facilitando o diagnóstico no ponto de atendimento.

Tecnologia e Sensibilidade

As nanopartículas detectadas estão sendo desenvolvidas há vários anos. Os biomarcadores químicos se desprendem quando entram em contato com proteases específicas, que são enzimas exclusivas de certas doenças. Isso gera o sinal necessário para a detecção.

Porém, esses biomarcadores aparecem em quantidades muito pequenas no ar exalado. Para identificar essas partículas sutis, o PlasmoSniff utiliza uma técnica chamada plasmônica, que envolve o estudo e manipulação da luz. Por isso, o nome do sensor.

Mais especificamente, o aparelho emprega a espectroscopia Raman, que utiliza a luz para medir a vibração das moléculas. Essas vibrações funcionam como assinaturas dos movimentos atômicos dentro dos laços químicos, permitindo a identificação das moléculas.

O sensor contém nanopartículas de ouro suspensas sobre uma fina película de ouro — metal ideal para efeitos plasmônicos. Além disso, as lacunas microscópicas revestidas de água aprisionam os biomarcadores e amplificam suas vibrações, viabilizando a detecção.

Potencial e Próximos Passos

O ar exalado humano contém diversos compostos orgânicos voláteis (VOCs) que refletem o estado do microbioma intestinal e a eficiência dos processos metabólicos do corpo. Entretanto, a nova tecnologia seleciona apenas uma pequena fração desses compostos para análise.

Como destaca o engenheiro mecânico Loza Tadesse, “Nosso método detecta a agulha no palheiro que, de outra forma, estaria perdida no ruído”.

Atualmente, o protótipo foi testado apenas em camundongos, e apenas um biomarcador específico foi monitorado. Testar em humanos será mais complexo e necessita de um acessório em forma de máscara para analisar o ar exalado por cerca de cinco minutos. Este acessório seria combinado a um dispositivo semelhante a um inalador para a inalação das nanopartículas.

Em pessoas saudáveis, as nanopartículas circulam e saem do corpo sem serem degradadas por doenças. Portanto, acredita-se que o avanço e a ampliação dessa tecnologia nos próximos anos podem revolucionar o monitoramento e a detecção de doenças.

Ademais, essa tecnologia pode ser adaptada para outras finalidades além do diagnóstico de pneumonia e doenças respiratórias.