Nanogold detecta doenças em 15 minutos: NasRED lê centenas de moléculas em uma gota de sangue

A ACS Nano descreveu um teste de diagnóstico portátil chamado NasRED ( Detecção Rápida e Eletrônica Suportada por Nanopartículas ): ele utiliza nanopartículas de ouro e leitura eletro-óptica para detectar antígenos e anticorpos contra infecções em concentrações extremamente baixas — até o nível subfemtomolar/atomolar. O teste para COVID-19 demonstrou discriminação precisa de outras infecções, o tempo de resposta foi de aproximadamente 15 minutos e o custo do teste foi de cerca de US$ 2. Segundo os autores, a sensibilidade é aproximadamente 3.000 vezes maior que a do ELISA, a amostra necessária é 16 vezes menor e o resultado é 30 vezes mais rápido.

Fundo

• Por que recorrer novamente ao diagnóstico PoC e como medir seu sucesso? Na prática, são necessários testes no local de atendimento (no local, rápidos e baratos) que atendam aos critérios ASSURED/REASSURED: Acessível, Sensível, Específico, Fácil de usar, Rápido/Robusto, Sem equipamento/Simples, Entregue, além de conectividade em tempo real e facilidade de coleta de amostras. A maioria dos testes "caseiros" ainda não cobre todos os pontos, especialmente a sensibilidade "S". Daí a busca por métodos que forneçam um nível de sensibilidade laboratorial sem a necessidade de um laboratório.
• Onde os clássicos ficam presos.
  • As tiras LAT (testes de antígeno) são rápidas e baratas, mas a sensibilidade à PCR é moderada e altamente dependente da carga viral/tempo de doença; mesmo os melhores kits muitas vezes não atingem a sensibilidade "laboratorial".
  • O ELISA é preciso, mas requer reagentes, lavadores/leitores e incubações — o que demanda horas e um laboratório; as versões "aprimoradas" existentes reduzem os limites, mas à custa da complexidade do protocolo. Para a triagem em campo, essas são barreiras.
• Por que nanopartículas de ouro? As AuNPs são a força motriz dos biossensores: apresentam uma resposta plasmônica pronunciada (mudanças na absorção/dispersão durante a agregação ou quando o ambiente muda), química de superfície conveniente para a conjugação proteína/aptâmero e boa estabilidade. Isso permite a construção de testes onde a ligação "molécula analisada ↔ nanopartícula" é convertida em um sinal óptico/eletrônico sem óptica complexa.
• Leitura Eletro/Optoeletrônica como um Avanço. A chave para o PoC é simplificar a detecção: em vez de grandes espectrofotômetros, use um LED + fotossensor/eletrônica simples e leia a mudança na transparência/espalhamento ou "assentamento" de nanopartículas funcionalizadas após a ligação ao alvo. Esses esquemas proporcionam uma ampla faixa dinâmica e tempo de resposta rápido, mantendo baixos limites de detecção. É aqui que o NasRED se encaixa.
• Por que é importante conseguir visualizar antígenos e anticorpos? Para infecções em diferentes estágios, alguns alvos são mais informativos do que outros: antígeno para infecção ativa precoce, anticorpos para infecção passada/atual com soroconversão ou avaliação da resposta imune. Plataformas que se "requalificam" modularmente de antígenos para anticorpos (e vice-versa) escalam mais rapidamente para novos patógenos/tarefas.
• O contexto deste artigo específico. Em uma demonstração sobre SARS-CoV-2, a NasRED demonstrou a detecção de níveis subfemtomolares de antígenos/anticorpos em aproximadamente 15 minutos a partir de um microvolume (cerca de 6 µl) e a discriminação precisa da COVID-19 de outras infecções; a plataforma é considerada adaptável a toxinas, marcadores tumorais, etc. Isso preenche a lacuna entre a "tira" e o laboratório em termos de sensibilidade e velocidade. A consequência é o potencial para detecção precoce em baixa prevalência e em ambientes com poucos recursos.
• Mas a hipersensibilidade também traz riscos. Quanto menor o limite, maiores os requisitos de pureza, controle de reações cruzadas e gerenciamento de falsos positivos. Portanto, cada novo "alvo" na plataforma requer validações clínicas separadas e testes de estresse para efeitos de matriz (sangue, saliva, nasofaringe) e a estabilidade dos consumíveis em cadeias de suprimentos reais.
• Por que esta é uma direção lógica para a evolução dos testes? A área já aprendeu a "quebrar" as barreiras picomolares (ELISA digital, formatos LF aprimorados), mas mais frequentemente ao custo de equipamentos caros/protocolos complexos. Plataformas AuNP com leitura eletrônica simples buscam combinar ultrassensibilidade com hardware barato — exatamente o que os critérios ASSURED/REASSURED exigem.

Como é que isso funciona

• Nanopartículas de ouro são revestidas com moléculas de reconhecimento. Para procurar uma proteína viral, são usados anticorpos; para capturar os anticorpos do paciente, são usados antígenos virais.
• Essas partículas são adicionadas a uma pequena amostra (uma gota de sangue/saliva/fluido nasal). Se a amostra contiver um alvo, a maioria das nanopartículas se aglomera e se deposita no fundo do tubo. Se não houver alvo, a suspensão permanece turva.
• O dispositivo passa um feixe de LED pela parte superior do líquido e um sensor eletrônico mede a quantidade de luz que passa: mais luz = partículas "caíram", o que significa que há um alvo. Tudo isso sem óptica volumosa e preparação de amostra complexa.

O que exatamente foi mostrado no novo trabalho

• COVID-19: O NasRED detectou com confiabilidade antígenos e anticorpos do SARS-CoV-2 em níveis onde os métodos padrão falham, e diferenciou a COVID-19 de outras infecções. Em testes com partículas inteiras de coronavírus, a sensibilidade foi comparável à do Abbott ID NOW (um teste molecular popular), mas com uma vantagem em velocidade/simplicidade.
• Limiar de detecção: A equipe elevou a sensibilidade para a faixa attomolar (exemplo do comunicado à imprensa: "uma gota de tinta em 20 piscinas olímpicas"). O título do artigo enfatiza o nível subfemtomolar.
• Modularidade: as mesmas nanoplataformas “vazias” podem ser rapidamente reprogramadas para outros alvos, desde E. coli (toxina Shiga) até marcadores tumorais e proteínas de Alzheimer; um protótipo dessa tecnologia detectou anteriormente o ebola em pequenos volumes de sangue.

Por que isso é importante?

• Testes de nível laboratorial — sem laboratório. Uma necessidade urgente na área da saúde são os testes rápidos, precisos e de baixo custo no local de atendimento (PoC). O NasRED preenche a lacuna entre as tiras rápidas e os testes laboratoriais "pesados": ~US$ 2 por teste, ~15 minutos, equipamento e treinamento mínimos. Isso é crucial para condições de campo e regiões com poucos recursos.
• Detecção precoce com baixa prevalência. Quando os casos são escassos (surtos precoces, grupos de risco para HIV/HCV, borreliose), não é rentável criar redes de laboratórios, e os pacientes simplesmente não são testados. O teste PoC ultrassensível permite que você procure uma agulha no palheiro — e faça isso na hora.

Quanto isso é "melhor que o padrão"?

Os autores fornecem comparações: ≈3000× mais sensível que o ELISA, volume de amostra 16× menor, tempo de resposta 30× mais rápido; em concentrações absolutas, centenas de moléculas em submicrolitros, "quase 100.000 vezes mais sensível que os testes laboratoriais padrão" (estimativa da divulgação institucional). Esses números referem-se a parâmetros de referência em condições de estudo e requerem validação externa.

O que já está claro sobre os "pontos de dor"

• Por enquanto, a preparação da amostra requer minicentrífugas/misturadores de bancada; a equipe está trabalhando em miniaturização e automação, com o objetivo de um formato totalmente de bolso e, potencialmente, um teste caseiro.
• A universalidade declarada (módulos para diferentes doenças) é excelente no papel, mas, para a clínica, são necessários ensaios clínicos separados para cada alvo analítico (HIV, HCV, borreliose, etc.) com testes de reações cruzadas, estabilidade de reagentes e qualidade da cadeia de suprimentos.

Onde isso pode dar?

Num futuro próximo, o NasRED se assemelha a uma plataforma: um dispositivo + sensores substituíveis para o marcador desejado. Se a modularidade for confirmada, essa abordagem poderá acelerar a implantação de testes para novos surtos e expandir os diagnósticos PoC em clínicas, pronto-socorros, pontos móveis e até mesmo em equipes móveis para grupos de difícil acesso.

Fonte: Choi Y. et al. Detecção rápida e eletrônica de anticorpos e antígenos do SARS-CoV-2 suportada por nanopartículas no nível subfemtomolar. ACS Nano, publicado em 11 de agosto de 2025. https://doi.org/10.1021/acsnano.5c12083