directEsense: inovando e revolucionando os testes de diagnóstico em animais no local de atendimento

O problema atual

A identificação rápida e precisa de biomarcadores e patógenos de doenças é crucial para o sucesso do tratamento de doenças em rebanhos e animais de estimação. Os recentes avanços tecnológicos abriram novas oportunidades para testes de diagnóstico no local de atendimento (POC). No entanto, estes não foram plenamente concretizados nos testes de saúde animal, onde laboratórios centralizados com acessibilidade muitas vezes deficiente, tempos de resposta lentos e custos elevados são a normalidade.

A maioria das tecnologias de diagnóstico baseia-se na geração e detecção de um “rótulo” através de uma reação enzimática ou de outro tipo, geralmente num processo de múltiplas etapas. Esta detecção indireta contribui significativamente para a complexidade, mão de obra e custos gerais dos ensaios comumente realizados. Nos últimos anos, tecnologias de detecção “sem rótulo” foram desenvolvidas com base, por exemplo, em sensores ópticos ou biossensores, mas ainda exigem designs de ensaios complexos que são difíceis de traduzir em configurações POC.

Solução criada pela Wyss Institute da Universidade de Harvard

directEsense é uma nova tecnologia de diagnóstico que aproveita a forte experiência da Wyss Institute em engenharia e fabricação de sensores eletroquímicos e dispositivos de diagnóstico para eliminar a necessidade de quaisquer rótulos de detecção e, ao mesmo tempo, reduzir a complexidade no projeto de dispositivos de diagnóstico, abrindo uma ampla gama de oportunidades. Em um processo simples, uma camada química “eletricamente ativa” é aplicada à superfície do sensor que permite a detecção “direta” dos analitos alvo. Esta nova modificação da superfície do sensor oferece duas vantagens principais para a detecção eletroquímica:

1. Melhora a condutividade elétrica para que as moléculas de biomarcadores ligadas possam induzir mudanças detectáveis ​​na carga na superfície do sensor.

2. Estabiliza agentes de captura, como, por exemplo, anticorpos para antígenos relacionados a doenças na superfície do sensor.

Isto elimina a necessidade de várias etapas e componentes de ensaio, incluindo rótulos de reações enzimáticas, bem como etapas de preparação de amostras que são usadas em outras abordagens de detecção sem rótulos mais complicadas desenvolvidas em outros lugares.

Jornada do Produto

Ao longo de anos de intenso processo de pesquisa e desenvolvimento, uma equipe liderada pelo diretor fundador da Wyss Institute da Universidade de Harvard, Donald Ingber , e pelo ex-cientista sênior Pawan Jolly desenvolveu o eRapid como uma plataforma de detecção eletroquímica multiplexada. Expandindo essa experiência mais recentemente, Jolly, Nandhinee Radha , co-líder da directEsense , e os pesquisadores Rohini Singh e Jeong-Chan Lee começaram a explorar se sua recém-criada abordagem directEsense para detecção eletroquímica poderia atender às necessidades urgentes de diagnóstico na saúde animal. Os cientistas logo foram acompanhados pelo gerente de desenvolvimento de negócios da Wyss Institute, Alexander Li , em seus esforços de comercialização. A validação do directEsense no mercado de saúde animal, onde há menos restrições regulatórias, colocou a equipe em um caminho eficiente de desenvolvimento de produtos.

Impacto

Com base no seu enorme potencial para inovações em capacidades de diagnóstico em saúde animal, o projeto directEsense foi nomeado Projeto de Validação do Wyss Institute 2023 e recebeu apoio técnico e de desenvolvimento comercial adicional reservado para projetos de alta prioridade no Instituto.

Concentrando-se primeiro em animais de companhia, a equipe está inicialmente validando o directEsense para detectar proteínas específicas do soro sanguíneo que estão elevadas em lesões de tecidos moles músculo-esqueléticos e inflamações causadas por infecções. Estima-se que o mercado global de diagnóstico veterinário de POC ascenda a cerca de 7 mil milhões de dólares anualmente, com múltiplas necessidades não satisfeitas que precisam ser abordadas com urgência. A longo prazo, a validação do directEsense para aplicações de diagnóstico de saúde animal pode fornecer um excelente trampolim para resolver problemas de diagnóstico em saúde ambiental e humana no POC.

Equipe de Desenvolvimento Tecnológico:

Pawan Jolly Nandhinee Radha Rohini Singh Jeong-Chan Lee Alexander Li Donald Ingber

Características principais da tecnologia:

• Tecnologia de diagnóstico no ponto de atendimento (POC) robusta, altamente precisa e de baixo custo que pode ser facilmente estendida a vários biomarcadores de doenças na saúde animal, com potencial futuro para diagnósticos humanos e ambientais

• Ensaios de sensores eletroquímicos realizados em dispositivos portáteis

• Detecção direta simples, porém altamente sensível e específica, sem rótulos, de interações anticorpo-antígeno, possibilitada por uma nova química de superfície

• Etapas mínimas de lavagem e reagentes reduzem a complexidade do desenvolvimento de ensaios e dispositivos

Fonte: Wyss Institute da Universidade de Harvard

directEsense é uma tecnologia de detecção eletroquímica sem rótulo que simplifica muito a detecção de biomarcadores de doenças. A maioria das tecnologias convencionais de detecção eletroquímica precisam produzir rótulos enzimaticamente ou de outra forma que alterem o fluxo de elétrons nos eletrodos de detecção. O directEsense, usando uma nova química de superfície, pode detectar biomarcadores independentemente de quaisquer rótulos, o que reduz as etapas de lavagem e reagentes e a complexidade geral dos ensaios de diagnóstico.

Crédito: Wyss Institute da Universidade de Harvard