Plataforma LAMP para Diagnóstico Rápido de T. gondii e Giardia spp.
Desenvolvimento e validação de um sistema portátil baseado na técnica LAMP alinhado à abordagem One Health
Desenvolvimento e validação de um sistema portátil baseado na técnica LAMP alinhado à abordagem One Health
Toxoplasma gondii é um protozoário parasita intracelular obrigatório que infecta aproximadamente um terço da população humana mundial (Dubey, 2010). A infecção pode causar toxoplasmose congênita em gestantes e doença grave em imunocomprometidos.
Giardia duodenalis é um protozoário flagelado que causa giardíase, uma das principais doenças diarreicas em humanos e animais (Ryan & Cacciò, 2013). A transmissão ocorre via água ou alimentos contaminados, com impacto significativo na saúde pública.
A abordagem One Health reconhece a interconexão entre saúde humana, animal e ambiental. Este projeto se alinha diretamente com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 3 (Saúde e Bem-estar), 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura) e 17 (Parcerias para os Objetivos).
Os métodos atuais (microscopia, ELISA) apresentam baixa sensibilidade. O qPCR, apesar de sensível, requer equipamentos caros e mão de obra especializada, inviabilizando seu uso em campo.
A técnica LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification) permite amplificação isotérmica rápida (60 min) com alta sensibilidade e especificidade, dispensando termocicladores (Notomi et al., 2000).
A adaptação da LAMP para um dispositivo portátil permitirá diagnóstico em tempo real em situações de campo, unidades básicas de saúde e vigilância ambiental, democratizando o acesso a diagnóstico molecular.
Desenvolver e validar uma plataforma de diagnóstico molecular portátil baseada na técnica LAMP para detecção simultânea de T. gondii e Giardia spp., alinhada aos princípios One Health.
O elemento repetitivo REP-529 (529 bp) foi selecionado por apresentar 200-300 cópias no genoma de T. gondii, garantindo alta sensibilidade (Homan et al., 2000).
F3: 5'-GGA AGG CAA GTC TGG AGA AG-3' B3: 5'-TGC ATC TGT AGG TCG AAC ATC-3' FIP: 5'-TCC GCT GCA GAC ACA GTA TTC GGA GGG GAC GAA TTT CGT C-3' BIP: 5'-AGC TTC CCT CGA ATG CAG TTC TTT TTG CGT TCA AAG CGT TCG-3' LF: 5'-GCA GTA TCG TCG TGT GGT TC-3' LB: 5'-CGC TTC TCG TTG TTG CTC TC-3'
O gene da enzima glutamato desidrogenase (GDH) foi selecionado por sua conservação entre isolados de Giardia e diferenciação de assemblages (Amar et al., 2002).
F3: 5'-GCA CGG ACG TTC CAG ACT-3' B3: 5'-GCC TCG TCC ATC GCA A-3' FIP: 5'-TCC TGG AGG AAG GAG CGA GAA GGT TTG GGT TCA TCG AAC C-3' BIP: 5'-GGC TTC CGC TTC ATC GAC GTT TTT CAA CGT TCA CCG ACG AC-3' LF: 5'-GAG CGA GGT GGA AAC ACC AA-3' LB: 5'-GAC GAC CTC ACG GCA AAG TT-3'
Os primers foram desenhados utilizando o software PrimerExplorer V5 (Eiken Chemical) e avaliados quanto a formação de estruturas secundárias (ΔG < -5 kcal/mol) e especificidade por BLASTn contra o banco de dados NCBI.
Análise In Silico
Otimização In Vitro
Amostras Clínicas
Validação
Dispositivo Portátil
>95% comparado ao qPCR
>98% sem reação cruzada
1-10 cópias/μL
Redução de custos diagnósticos em até 70% comparado a qPCR, permitindo implementação em unidades básicas de saúde
Capacitação de profissionais para diagnóstico molecular em regiões remotas
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 2
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
const int peltierPin = 3;
const int ledPin = 4;
float targetTemp = 65.0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
sensors.begin();
pinMode(peltierPin, OUTPUT);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
sensors.requestTemperatures();
float currentTemp = sensors.getTempCByIndex(0);
// Controle PID simplificado
if(currentTemp < targetTemp - 0.5) {
digitalWrite(peltierPin, HIGH);
} else if(currentTemp > targetTemp + 0.5) {
digitalWrite(peltierPin, LOW);
}
// Monitoramento serial
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(currentTemp);
Serial.println(" °C");
delay(1000);
}
1. Ligar dispositivo
2. Aquecer a 65°C
3. Inserir amostra
4. Ler resultados
Imprima as peças em 3D usando ABS. Lixe as rebarbas e encaixe as partes para verificar o ajuste.
Cole o módulo Peltier no bloco de alumínio usando pasta térmica. Instale o sensor DS18B20 próximo ao centro.
Soldar todos os componentes na protoboard conforme diagrama. Conectar o Arduino Nano, módulo Bluetooth e LED RGB.
Fixar a placa na carcaça inferior. Conectar os fios do Peltier e sensor. Ajustar a janela transparente.
Ligar o dispositivo e verificar: controle de temperatura, comunicação Bluetooth e indicação LED.
