Avanços e desafios dos biossensores eletroquímicos

Já imaginou se as pessoas pudessem levar no bolso um dispositivo que permitisse detectar com precisão bactérias ou vírus? Pois esses aparelhos já existem: são os biossensores eletroquímicos utilizados nas áreas médica, ambiental e alimentícia.

Desde que o primeiro biossensor comercial foi desenvolvido, usando a tecnologia criada por Leland C. Clark, milhares de estudos e pesquisas para diversos analitos foram publicados. No entanto, poucos deles estão comercialmente disponíveis devido aos desafios técnicos para torná-los portáteis e aplicáveis em nosso dia a dia. Por isso, a comunidade científica tem se debruçado em pesquisas para o desenvolvimento de biossensores de baixo custo, reutilizáveis, vestíveis e sem fio.

Para alcançarem esse objetivo, equipes multidisciplinares precisam trabalhar em sintonia para possibilitar o controle do processo produtivo do dispositivo ao mesmo tempo em que superam questões técnicas.

Um artigo publicado na revista científica “Chemistry of Materials” destaca, entre outras características, a eficiência e a versatilidade do protótipo da plataforma de biodetecção desenvolvido por pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), uma organização social do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI).

O texto descreve a criação de uma plataforma eletroquímica especialmente estruturada para monitorar com exatidão e alta sensibilidade interações entre proteínas. No trabalho, o dispositivo utiliza como prova de conceito a detecção da interação entre ADAM17, uma metaloproteinase associada ao desenvolvimento e à progressão de diferentes tipos de tumores, com seu ligante, tiorredoxina.

O biossensor eletroquímico poderá abrir caminho para futuros testes rápidos capazes de contribuir com diagnósticos e até prognósticos de câncer e outras doenças. A ideia é detectar proteínas associadas às patologias em amostras de saliva e de outros fluidos corporais (conhecida como biópsias líquidas) e, assim, ajudar os médicos a escolherem as terapias mais adequadas para cada paciente.

Um outro aspecto importante do desenvolvimento do modelo prototipado é que estão sendo considerados insumos disponíveis e viáveis no Brasil e processos industriais que viabilizem a fabricação em larga escala, com o menor custo possível.

PREVENÇÃO DE CÂNCER

Uma pesquisa inédita do Instituto de Química (IQ) da Unicamp permitiu a fabricação de um biossensor do tamanho de uma moeda de 50 centavos com 64 sensores integrados, capaz de identificar precocemente o câncer de mama.

O dispositivo, desenvolvido pela pesquisadora Cecília de Carvalho Castro e Silva e pelo professor Lauro Tatsuo Kubota, pode detectar de forma bastante simples e em poucos minutos a presença de uma proteína que indica o surgimento de um tumor mamário ainda em seu estágio de pré-desenvolvimento, antes do aparecimento do nódulo. O exame com o dispositivo, que ainda não foi testado em seres vivos, permitirá a detecção do câncer por meio de uma única gota de sangue.

A pesquisadora explica que o biossensor é capaz de identificar a proteína HER2 (Human Epidermal Growth Factor Receptor 2, na sigla em inglês) que, em quantidades anormais, aparece em 25% a 30% dos casos de câncer de mama. A proteína HER2 torna-se desta forma, conforme a estudiosa, um importante biomarcador para o câncer mamário.

“Estudos demonstram que há células em desenvolvimento no tecido mamário antes do aparecimento do tumor. Portanto, antes do surgimento de um nódulo, seria possível detectar precocemente o câncer de mama. Os métodos tradicionais utilizam o exame do toque da mama e a mamografia. No exame do toque, a mulher só consegue identificar o câncer quando o nódulo já está com um centímetro ou mais. Na mamografia é possível detectar nódulos de até quatro milímetros. Nestes casos o câncer já está instalado e, muitas vezes, pode ser tarde”, explica a pesquisadora.

Fontes: Instituto de Química, Jornal da Unicamp, Embrapa e Sociedade Brasileira de Química

Fonte: Instituto de Química, Jornal da Unicamp, Embrapa e Sociedade Brasileira de Química