DISPOSITIVO ELETRÔNICO BASEADO EM NANOBASTÕES DE ÓXIDO DE ZINCO PARA DETEÇÃO DE ANTICORPOS ANTI-SARS-CoV-2
Mesmo após mais de dois anos da pandemia de COVID-19, a pesquisa em testes rápidos, baratos e precisos continua sendo essencial para controlar e evitar a disseminação global do SARS-CoV-2 em todo o planeta durante um possível reaparecimento em futuras ondas globais ou surtos regionais. A avaliação das respostas sorológicas para COVID-19 pode ser benéfica para fins de vigilância em nível populacional, apoiando o desenvolvimento de novas vacinas e avaliando a eficácia de diferentes programas de imunização. Isso pode ser especialmente relevante para vacinas de vírus inteiros inativados amplamente utilizadas, como CoronaVac, que mostraram menor eficácia para grupos específicos, como idosos e imunocomprometidos, e produziram títulos mais baixos de anticorpos neutralizantes. Neste trabalho desenvolvemos um biossensor impedimétrico com base na imobilização da proteína Spike (proteína S) trimérica recombinante SARS-CoV-2 em substrato de FTO modificado com nanobastões de óxido de zinco (ZnONRs) para testes de sorologia COVID-19. Devido às interações eletrostáticas, a proteína S carregada negativamente foi imobilizada via adsorção física. A resposta eletroquímica do imunossensor foi medida a cada etapa de modificação e caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios-X (XPS) e técnicas eletroquímicas. Avaliamos com sucesso a aplicabilidade dos eletrodos ZnONRs modificados usando amostras de soro de indivíduos convalescentes, vacinados com CoronaVac com ou sem resultados positivos para doença COVID-19 e amostras pré-pandêmicas de voluntários saudáveis como controles. ELISA para IgG anti-SARS-CoV-2 Spike Protein foi realizado para comparação, e ELISA para IgG anti-RBDs de coronavírus endêmicos (HCoVs) foi realizado para testar a especificidade da detecção do imunossensor. Nenhuma reação cruzada com HCoVs foi detectada usando o imunossensor ZnONRs e, mais interessante, o sensor apresentou maior sensibilidade quando comparado a resultados negativos de ELISA. Os resultados demonstram que o eletrodo modificado ZnONRs/Spike apresentou resultados sensíveis para amostras de indivíduos convalescentes e vacinados (CoronaVac) e apresenta excelente potencial como ferramenta para avaliação e monitoramento da soroconversão e soroprevalência da população. Também avaliamos a resposta do imunossensor contra soro de indivíduos vacinados com ChAdOx1-S (Oxford-AstraZeneca) e BNT162b2 (Pfizer-BioNTech). Por fim, o imunossensor foi funcionalizado com a proteína Spike recombinante trimérica da variante SARS-CoV-2 P.1 (Gamma) e foram determinadas as respostas contra amostras de controle negativo e indivíduos vacinados (Oxford-AstraZeneca e Pfizer-BioNTech) com excelente desempenho. Os dados de comparação de imunossensores da imunidade humoral induzida pela vacina revelam que a vacina Pfizer-BioNTech desencadeia significativamente mais anticorpos anti-spike variante P.1 do que a vacina Oxford-AstraZeneca.