Aprimoramento de um teste rápido ultrassensível de detecção de antígenos de Mycobacterium tuberculosis na urina

Resumo: A tuberculose (TB) afeta bilhões de pessoas em todo o mundo, causando 1,4 milhão de mortes em 2019, com mais de 10 milhões de novos casos. A infecção humana por Mtb pode ser eliminada pela resposta do hospedeiro, permanecer contida como infecção latente (ILTB) ou progredir para doença ativa. Os métodos diagnósticos de TB, sejam baseados no hospedeiro ou no patógeno, têm como objetivo classificar o paciente em uma dessas categorias. A detecção da TB ativa, particularmente a tuberculose pulmonar (TBP), continua sendo muito desafiadora. O diagnóstico da TBP ativa baseia-se em sinais e sintomas sugestivos, associados a alterações radiográficas e à demonstração de micobactérias no escarro por microscopia de esfregaço (limite de detecção – LOD de 5.000–10.000 bacilos/mL) ou por cultura (LOD de 10–100 bacilos/mL).
A cultura de TB é lenta, trabalhosa e requer infraestrutura e expertise adequadas. Métodos moleculares, como o Xpert MTB/RIF, apresentam maior sensibilidade que a microscopia, porém menor que a cultura. Dada a natureza contagiosa e potencialmente fatal da TBP, um teste ideal deve ser rápido, acessível, simples de implementar, altamente sensível e capaz de distinguir TB ativa de ILTB. Os testes atuais padrão-ouro não atendem plenamente a esses critérios. A cultura pode levar de 3 a 6 semanas, é cara e exige infraestrutura especializada. O teste molecular Xpert MTB/RIF pode custar cerca de US$ 40, mesmo com subsídios, em países onde muitas pessoas vivem com cerca de US$ 1 por dia. A microscopia de esfregaço custa cerca de US$ 5–15, mas falha em detectar cerca de 50% dos casos ativos. Um teste rápido “rule-in” para TB ativa que atenda ao Perfil de Produto-Alvo (TPP) da OMS permitiria avanços significativos no controle da doença. Atualmente, não há testes rápidos point-of-care (POC) aprovados globalmente para esse fim. Esse teste ideal deve ser: rápido (≤1 hora), barato (≤US$ 5), aplicável em campo (sem necessidade de infraestrutura), e apresentar sensibilidade ≥80% e especificidade ≥98%.
Testes realizados na urina que detectam o polissacarídeo lipoarabinomanana (LAM) representam uma alternativa promissora. Contudo, os testes de primeira geração apresentam sensibilidade e/ou especificidade insuficientes, apesar de atenderem a outros critérios. Por exemplo: AlereLAM: sensibilidade de 11% e especificidade de 93% (LOD 500 pg/mL FujiLAM: sensibilidade de 53% e especificidade de 98–99% (LOD 33 pg/mL)
Estudos recentes indicam que testes de segunda geração com LOD de 5 pg/mL podem atingir a sensibilidade mínima desejada. Além disso, um estudo utilizando imunoensaio por eletroquimioluminescência para detectar o antígeno ESAT-6 na urina demonstrou especificidade de 97% e sensibilidade de 63% com LOD de 6 pg/mL. Estima-se que um teste com LOD de 2 pg/mL poderia atender aos requisitos mínimos
Recentemente a equipe liderada pelo pesquisador Hiep-Hoa Nguyenda Pace Diagnostics, desenvolveu e patenteou um teste inovador. Esta versão ainda sob a modalidade de protótipo, consiste em um de teste imunocromatográfico ultrassensível para detecção de antígeno de TB na urina. Possui como características principais, baixo custo, fácil uso e aplicável no ponto de atendimento (POC), capaz de detectar concentrações sub-pg/mL de antígenos específicos de Mtb na urina Esse teste utiliza nanopartículas superparamagnéticas funcionalizadas (MNPs) para capturar e concentrar antígenos em baixas concentrações a partir de volumes maiores de urina (≥2 mL, comparado a 60 μL no AlereLAM/FujiLAM e 25 μL no EclLAM), com leitura visual por fluxo lateral. O ensaio visa atingir sensibilidade ≥80% e especificidade ≥98% O método pode ser combinado com técnicas de amplificação de sinal para reduzir ainda mais o limite de detecção. Além disso, o teste integra múltiplos biomarcadores urinários (LAM, ESAT-6, CFP-10) para aumentar a sensibilidade clínica. Diversos protótipos foram desenvolvidos empregando anticorpos policlonais (pAbs) anti-ESAT-6 e anticorpos monoclonais (mAbs). Nos primeiros protótipos, foram utilizados pAbs de coelho purificados por cromatografia de afinidade, aplicados tanto na etapa de captura quanto na de detecção. Esses anticorpos foram biotinilados e conjugados a nanopartículas magnéticas (MNPs). Nos ensaios realizados, os sinais foram visualmente detectáveis até concentrações de 2,5 pg/mL de ESAT-6, com sinal ainda perceptível, embora fraco, em 1,25 pg/mL, enquanto o controle negativo não apresentou qualquer sinal. O limite de detecção (LOD) foi estimado em aproximadamente 1,8 pg/mL utilizando 1 mL de urina. Entretanto, os pAbs constituem uma mistura heterogênea de imunoglobulinas com diferentes afinidades e pontos isoelétricos (pI), o que compromete a eficiência de captura e dificulta a padronização do ensaio. Além disso, anticorpos com pI elevado introduzem variações de carga que podem impactar negativamente o desempenho das MNPs. Apesar dessas limitações, os protótipos de primeira geração já alcançaram o LOD mínimo desejado (~2 pg/mL). Considerando que volumes maiores de urina (≥20 mL) podem ser empregados, existe um potencial significativo para aprimorar ainda mais a sensibilidade do teste. A equipe coordenada pelo pesquisador Hiep-Hoa Nguyen tem avançado na melhoria da sensibilidade do ensaio por meio de diversas estratégias, incluindo: substituição de pAbs por anticorpos monoclonais, seleção de mAbs com baixo pI (≤7,2), desenvolvimento de anticorpos com afinidade na faixa picomolar, aumento do volume de amostra (≥2 mL), otimização da eficiência de recuperação das MNPs (>90%), ajuste da razão anticorpo/MNP e detecção simultânea de múltiplos antígenos.
Nesse contexto, o Prof. Moises Palaci vislumbra uma oportunidade promissora em colaborar com Dr Hiep Hoa e contribuir para o aprimoramento do teste rápido ultrassensível de detecção de antígenos de Mycobacterium tuberculosis na urina. A participação do Prof. Moises Palaci e sua equipe neste estudo é estratégica e altamente relevante sob múltiplos aspectos científicos, técnicos e translacionais.
Primeiramente, sua reconhecida experiência em tuberculose, especialmente nas áreas de imunodiagnóstico e resposta imune ao Mtb, proporciona uma base sólida para a seleção e validação de alvos antigênicos clinicamente relevantes, como o ESAT-6. Esse conhecimento é fundamental para garantir que o teste desenvolvido mantenha não apenas alta sensibilidade, mas também especificidade diagnóstica adequada em diferentes contextos epidemiológicos.
Além disso, sua atuação consolidada em pesquisa translacional e clínica permite a integração eficiente entre o desenvolvimento tecnológico do ensaio e sua aplicação em cenários reais. Essa competência é essencial para o desenho de estudos clínicos robustos, definição de critérios de inclusão de pacientes e interpretação crítica dos resultados, assegurando a relevância clínica do teste. Outro ponto importante é sua experiência em infraestrutura laboratorial, incluindo ambientes de biossegurança nível 3 (NB3), o que viabiliza a condução segura de estudos envolvendo amostras clínicas potencialmente infectantes. Isso contribui diretamente para a qualidade e confiabilidade dos dados gerados.
O Prof. Moises também possui forte inserção em redes de pesquisa nacionais e internacionais, facilitando colaborações estratégicas, acesso a amostras clínicas bem caracterizadas e potencial ampliação do impacto do estudo. Essa capacidade de articulação é crucial para acelerar a validação multicêntrica do teste e sua futura implementação. Por fim, sua participação agrega valor na formação de recursos humanos qualificados, promovendo a capacitação de estudantes e pesquisadores em técnicas avançadas de diagnóstico e pesquisa em tuberculose.
Dessa forma, o envolvimento do Prof. Moises Palaci fortalece significativamente o projeto, aumentando suas chances de sucesso científico, validação clínica e impacto na saúde pública.

Data de início: 01/07/2026
Prazo (meses): 28

Participantes:

Papel	Nome
Coordenador	MOISES PALACI