Aceno

Oct 16, 2023

Volume 9 de Pesquisa Médica Militar, Número do artigo: 8 (2022) Citar este artigo

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O diagnóstico precoce e a classificação das infecções aumentam a taxa de cura e diminuem as complicações, o que é significativo para infecções graves, especialmente para cirurgia de guerra. No entanto, os métodos tradicionais dependem de operações trabalhosas e dispositivos volumosos. Por outro lado, os métodos point-of-care (POC) sofrem de robustez e precisão limitadas. Portanto, é uma demanda urgente desenvolver dispositivos POC para diagnóstico rápido e preciso de infecções para atender aos requisitos militarizados no local.

Desenvolvemos uma plataforma de detecção multiplexada assistida por chip microfluídico em forma de onda (WMC) (WMC-MDP). O WMC-MDP reduz o tempo de detecção e melhora a repetibilidade por meio da pré-mistura das amostras e da reação dos reagentes. Além disso, combinamos a plataforma de detecção com o sistema amplificado de estreptavidina-biotina (SA-B) para aumentar a sensibilidade enquanto usamos a intensidade de quimioluminescência (CL) como leitura de sinal. Realizamos detecção simultânea de proteína C-reativa (PCR), procalcitonina (PCT) e interleucina-6 (IL-6) na plataforma de detecção e avaliamos a sensibilidade, faixa linear, seletividade e repetibilidade. Por fim, terminamos de detectar 15 amostras de voluntários e comparamos os resultados com kits ELISA comerciais.

A detecção de PCR, PCT e IL-6 exibiu boas relações lineares entre as intensidades e concentrações de CL na faixa de 1,25–40 μg/ml, 0,4–12,8 ng/ml e 50–1600 pg/ml, respectivamente. Os limites de detecção de PCR, PCT e IL-6 foram 0,54 μg/ml, 0,11 ng/ml e 16,25 pg/ml, respectivamente. O WMC-MDP é capaz de boa seletividade e repetibilidade adequadas. Todo o procedimento de detecção leva apenas 22 minutos, o que atende aos requisitos de um dispositivo POC. Os resultados de 15 amostras de voluntários foram consistentes com os resultados detectados pelos kits ELISA comerciais.

O WMC-MDP permite a detecção simultânea, rápida e sensível de CRP, PCT e IL-6 com seletividade e repetibilidade satisfatórias, exigindo manipulação mínima. No entanto, o WMC-MDP tem a vantagem de ser um dispositivo microfluídico apresentando coeficientes de variação inferiores a 10%, permitindo que o WMC-MDP seja um tipo de teste de ponto de atendimento (POCT). Portanto, WMC-MDP fornece uma alternativa promissora para POCT de múltiplos biomarcadores. Acreditamos que a aplicação prática do WMC-MDP em campos militarizados revolucionará o diagnóstico de infecção para soldados.

As infecções podem levar a uma leve irritação da pele à falência grave de órgãos se não forem tratadas, especialmente nas áreas de trauma e cirurgia de guerra. As infecções bacterianas e virais são os principais tipos de infecção [1, 2]. Infecções graves podem resultar em sepse. Atrasar uma hora no tratamento da sepse aumenta o risco de morte em 6 a 10% [3]. Portanto, é necessário analisar biomarcadores para diagnóstico rápido e preciso e classificação de infecções [4,5,6]. A detecção multiplex de proteína C reativa (PCR) [7], procalcitonina (PCT) [8] e interleucina-6 (IL-6) [9] é um método confiável para diagnosticar com precisão infecções e sepse [10]. No soro humano normal, o conteúdo de PCR é geralmente inferior a 8 μg/ml. A elevação da PCR tem correlação positiva com a gravidade da infecção [11]. Altos níveis de PCR estão relacionados a infecções bacterianas e algumas infecções virais como Hemaglutinina 1 Neuraminidase 1 (H1N1) e Corona Virus Disease 2019 (COVID-19) [12,13,14]. A doença coronariana [15, 16], o câncer [17, 18] e outras doenças desse tipo apresentam altas concentrações de PCR. Por esse motivo, os diagnósticos de infecções baseados na detecção da PCR não são precisos. Normalmente, o nível de PCT no sangue é inferior a 0,5 ng/ml para adultos saudáveis. A PCT é um índice específico para detecção de infecção bacteriana [19]. A concentração permanece normal quando ocorrem infecções virais. A IL-6 é um biomarcador altamente sensível e específico para o diagnóstico de infecções. O nível de IL-6 no soro humano normal é inferior a 75 pg/ml [20], o que é extremamente baixo. É difícil detectar IL-6 para identificar infecções virais e bacterianas. Em soros de pacientes com infecções graves ou sepse, os níveis de IL-6 excedem 1.000 pg/ml. PCR, PCT e IL-6 têm tempos e características anormais diferentes. Pode levar a erros de diagnóstico de infecções apenas para detectar um único biomarcador. Detecções multiplexadas de PCR, PCT e IL-6 podem cobrir todo o período de infecção. Ele avalia efetivamente a classificação e a gravidade das infecções [21]. É imperativo desenvolver uma técnica de detecção multiplexada para biomarcadores infecciosos nos campos de teste militarizado no local de atendimento (POCT) [22,23,24].