Biossensores eletroquímicos e nanopartículas para diagnóstico médico

Apresentando mais um avanço na área de física médica, temos desta vez o trabalho da pós graduada Marina Ribeiro Batistuti, ex-aluna do programa FAMB (Física Aplicada a Medicina e Biologia) da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto – USP. Batistuti faz parte do laboratório Sensormat, que desenvolve pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de sensores e materiais na área médica, e realizou parte de seu doutorado com a colaboração da Universidade de Bath, na Inglaterra.

Sua pesquisa envolveu os MicroRNAs (miRNAs), que são pequenas sequências de RNAs que não codificam proteínas, mas desempenham papel fundamental na regulação da expressão gênica de mais de 60% dos genes codificadores de proteínas. Descrevendo um pouco mais, o nível de miRNAs no sangue pode atuar como ferramenta para o diagnóstico e prognóstico de diversas doenças, como o câncer, por exemplo. Porém, os níveis dos miRNAs no sangue são muito baixos, necessitando de novas técnicas de detecção com sensibilidade muito alta.

Batistuti e seus colaboradores relataram o desenvolvimento de uma plataforma eletroquímica altamente sensível, que permite a detecção de miRNAs utilizando ácidos nucleicos peptídicos (PNAs) como sondas em superfícies de eletrodo de ouro, onde os microRNAs alvo são capazes de hibridizar com os PNAs, formando a dupla fita ou dupla hélice. A estratégia utilizada foi a amplificação simples a partir do uso de nanopartículas de ouro. Para monitorar as mudanças em qualquer evento de ligação, foi utilizada a espectroscopia de impedância eletroquímica, sem o uso de marcadores redox.

Houve também o desenvolvimento de um modo de detecção complementar utilizando ferroceno, onde este interage com as nanopartículas. Com o aumento da hibridização, aumenta-se a quantidade de nanopartículas interagindo com o sistema e também, indiretamente, a quantidade de ferrocenos. Registrando os picos crescentes de ferroceno a partir da voltametria de onda quadrada, foi possível determinar a concentração de miRNA em solução. Dessa forma, esta abordagem de modo duplo permite a detecção de miRNA com o limite de detecção (que representa a menor concentração da substância em exame que pode ser detectada, mas não necessariamente quantificada) de 0,37 fM. Obtendo também um amplo intervalo dinâmico, de 1 fM a 100 nM, juntamente com distinção clara de sequências de miRNA alvo não específicas. Essa plataforma eletroquímica poderia ser facilmente expandida para outras detecções de miRNA / DNA, juntamente com o desenvolvimento futuro de plataformas de microarray.

Podemos dizer então, que esta técnica de detecção descrita e desenvolvida nos estudos da pesquisadora pode facilmente ser expandida em matrizes para o rastreio paralelo de DNA e RNA, trazendo um grande avanço na temática do uso de nanopartículas para a melhora dos métodos de diagnóstico atuais.

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