Conheça as modernas aplicações de biossensores na indústria

Você sabe o que são biossensores e como eles são aplicados na indústria? Veja seu potencial neste artigo que preparamos para você!

Ao contrário do que o senso comum possa afirmar, a tecnologia pode determinar e ser o produto de grandes mudanças. Ela não avança sem dialogar intimamente com variados campos de estudo. E foi no encontro da robótica, farmacêutica, da biologia e da programação que nasceram os biossensores, um grande avanço da biologia molecular que tem transformado perspectivas na indústria, especialmente na área médica.

Quer conhecer essa tecnologia e seu potencial para a indústria da saúde? Confira o que preparamos para você a seguir!

O que são biossensores?

Os biossensores são pequenos dispositivos que usam reações biológicas para identificar um elemento, que denominamos como alvo. Implantáveis ou não, eles facilitam a identificação de doenças sem interferir na qualidade do diagnóstico. Eles podem identificar enzimas, anticorpos, entre outros.

Para termos um biossensor, precisamos:

• de uma amostra do material a ser reconhecido, o chamado analito;
• um receptor biológico, que pode ser uma enzima, por exemplo;
• um transdutor de sinal, um dispositivo responsável por receber um sinal e o retransmitir, como um sónar;
• e, por fim, um processador que leia esse sinal.

Identificando substâncias em tempo real, os biossensores chamam atenção por serem muito seletivos e simples, oferecendo rapidez nos diagnósticos e fácil manuseio. Como eles dispensam mecanismos complexos e custosos, eles também são acessíveis.

Quais as vantagens dos biossensores?

A área da saúde é uma das que mais se beneficiam desse tipo de tecnologia, especialmente no segmento de análises e diagnósticos clínicos. Os biossensores contribuem com o acompanhamento de dosagem de níveis de oxigênio e álcool no sangue, monitoramento desde condições crônicas, rastreamento de fármacos, análises genéticas, entre outras aplicações.

Quando se trata de biologia molecular, os biossensores, aliados à nanotecnologia, causam ainda mais entusiasmo para pesquisadores. Eles têm aplicado essa biotecnologia na detecção de doenças infecciosas, mutações genéticas e na prevenção do câncer, como veremos adiante.

São muitas as características que fazem com que os biossensores causem tantas reações esperançosas. Além do baixo custo e da versatilidade, o descarte dos biossensores segundo as normas ambientais é relativamente fácil.

Centros de pesquisa têm se dedicado a esse campo de estudos para melhorar a triagem de pacientes, agilizando o atendimento e reduzindo a necessidade de medicamentos de alta dosagem. Afinal, quanto antes detectamos as doenças, melhores são as chances de um tratamento mais tranquilo para o paciente. A tendência é que a confecção desses produtos os tornem menores e mais simples, permitindo que eles sejam usados de maneira intuitiva e segura por diversos perfis de pessoas.

A Markets and Markets, citada por um portal especializado, avaliava que o mercado de biossensores valia cerca de US$ 16 bilhões em 2016. As estimativas eram de que, até 2022, ele alcançasse US$ 27 bilhões, sendo que os biossensores médicos hoje representam 66% do mercado.

De que forma os biossensores são usados na indústria?

Os Estados Unidos ainda são o principal mercado de biossensores, porém, a pesquisa fica a cargo do Brasil. Em nosso país, universidades e centros públicos de pesquisa ainda são os principais pólos de inovação com biossensores, especialmente na área de saúde e biológicas, como mostraremos a seguir.

Detecção de bactérias

Vivemos em um momento delicado para pesquisadores, que têm recebido poucos investimentos para seus estudos. Ainda assim, como anuncia o jornal da USP, alunos conseguiram aplicar biossensores para a detecção e estudo de bactérias em alimentos e bebidas, justamente pelo fato dessa tecnologia ter um baixo custo. A pesquisa mencionada utiliza um dispositivo à base de uma molécula retirada do ferrão de abelhas e, até o momento, demonstrou ser mais eficiente em comparação aos aparelhos convencionais. Além do peptídeo (melitina) retirado do ferrão de abelhas, foram aplicados também um filme nanoestruturado com eletrodos de prata.

Em cerca de 20 minutos, o biossensor concentra a colônia de bactérias que está espalhada no alimento e em um volume menor de amostra para análise. No método tradicional, é preciso analisar todo o volume, acompanhar o crescimento das bactérias e contar as unidades que formam a colônia, o que pode levar até 72 horas.

Os pesquisadores acreditam que o biossensor poderá ser amplamente aplicado no controle sanitário da indústria de alimentos e bebidas, seja na produção, seja na distribuição e comercialização deles em supermercados e restaurantes.

Prevenção de contaminações em ambientes hospitalares

Os mesmos pesquisadores que contribuíram com a pesquisa da USP afirmam que os biossensores poderão ser aplicados para detectar contaminações em ambientes hospitalares, detectando microrganismos em instrumentos e equipamentos, salas de cirurgia e enfermarias. É um avanço e tanto para a prevenção de contaminações e a garantia de segurança aos pacientes.

Aprimoramento no diagnóstico de doenças infecciosas ou genéticas

Os biossensores construídos à base de anticorpos e antígenos podem ser transformados em aparelhos acessíveis e portáteis, similares aos que usamos para medir glicose no sangue. Com esse potencial em mente, pesquisadores brasileiros têm desenvolvido estudos para detecção de doenças infecciosas que são negligenciadas pelas políticas governamentais e, comumente, são associadas à ausência de saneamento básico e à pobreza.

Desde 2010, estudos da Universidade de São Paulo têm desenvolvido sensores capazes de identificar sinais de diversas doenças. O vencedor do Prêmio Capes de Teses foi um projeto de desenvolvimento de biossensor capaz de detectar câncer de pâncreas e a expectativa é que ele logo chegue às farmácias. O objetivo é que esses mecanismos sejam usados por agentes de saúde e consultórios médicos como uma alternativa aos exames realizados em laboratórios, que são mais caros.

A dengue, por exemplo, cresceu 264% em 2019 e já atingiu mais de 229 mil pessoas, segundo dados do Ministério da Saúde divulgados no G1. Essa pesquisa traz um dos biossensores mais avançados do projeto, capaz de diagnosticar casos da doença com maior eficiência. Esse biossensor é baseado na proteína NS1, secretada pelo vírus na corrente sanguínea do portador nos primeiros dias após a infecção. Pesquisas brasileiras também têm tido resultados surpreendentes ao criar sensores capazes de identificar a mutação 185delAG, que evidencia indícios de tumores de mama e ovário.

Nos E.U.A., os biossensores já têm sido aplicados para agilizar exames e o monitoramento das condições de saúde de pacientes com hepatite C e AIDS. Eles também são usados para medir níveis de oxigênio e álcool no sangue.

Testar a eficácia de medicamentos

Em parceria com pesquisadores canadenses, estudiosos brasileiros desenvolveram biossensores luminescentes que podem testar a eficácia de novos medicamentos. A expectativa é que a tecnologia logo seja capaz de substituir os testes feitos em animais e humanos.

Os biossensores guardam uma série de potenciais para tornar tratamentos de saúde mais eficazes e acessíveis, colaborando com a saúde pública e com a indústria de medicamentos. Embora o setor ainda esteja em desenvolvimento no Brasil, as pesquisas realizadas em universidades mostram resultados entusiasmantes.

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