Notícia

Novos biossensores podem medir drogas tóxicas em pacientes com câncer, artrite e transplante de órgãos

Fonte

QUT | Universidade de Tecnologia de Queensland

Data

segunda-feira, 3 janeiro 2022 12:10

Áreas

Biomarcadores. Biomedicina. Diagnóstico.

Pesquisadores da CSIRO-QUT Synthetic Biology Alliance, na Austrália,  provaram sua abordagem modular para construir biossensores de pequenas moléculas – proteínas artificiais projetadas para capturar biomarcadores específicos e produzir respostas mensuráveis ​​- em colaboração com a Universidade Clarkson, nos Estados Unidos, e com a Pathology Queensland.

Em dois estudos separados, os biossensores foram adaptados para medir com precisão os medicamentos imunossupressores ciclosporina A, tacrolimus e rapamicina, e o medicamento anticâncer metotrexato, que requer monitoramento rigoroso para reduzir a toxicidade e danos aos órgãos.

O professor Dr. Kirill Alexandrov, pesquisador principal do estudo, disse que os biossensores de proteína têm potencial para expandir o atendimento ao paciente, permitindo testes sofisticados em equipamentos de laboratório mais baratos e novos dispositivos de atendimento.

“As proteínas estão no centro de um mercado de diagnóstico global de US $ 70 bilhões que depende muito do processamento de laboratórios centrais. Nossa tecnologia de biossensor permitirá testes como monitoramento de drogas terapêuticas em equipamentos menos sofisticados que você provavelmente encontrará em laboratórios e hospitais pequenos, regionais ou remotos”, disse o professor Alexandrov.

Testes futuros também podem exigir amostras biológicas menores com pesquisadores provando que um biossensor pode medir com precisão os níveis de ciclosporina A em amostras de sangue de um microlitro. “Com mais desenvolvimento, a tecnologia do biossensor pode levar a um teste de picada no dedo que potencialmente fornece aos médicos os resultados dos pacientes em 3 a 5 minutos durante uma consulta padrão”, disse o professor Alexandrov.

O pesquisador disse que a complexidade e fragilidade das proteínas dificultam a construção e o uso de biossensores de proteínas, mas o design modular ajudou a reduzir o problema e pode ser adaptado para atingir potencialmente qualquer molécula pequena – não apenas drogas terapêuticas.

Ele disse que as novas proteínas foram produzidas por bactérias modificadas, alteradas usando tecnologia de DNA recombinante para produzir moléculas artificiais que foram adaptadas para reconhecer uma droga em particular.

“Os biossensores de proteína são ‘desligados’- como um circuito elétrico sem uma peça. Apenas o bioquímico alvo em fluidos humanos, como sangue ou saliva, pode completar o circuito e ‘ligar’ um sinal proporcional à quantidade de biomarcador detectado”, disse o pesquisador. Quando ativados, os diferentes biossensores de proteína produzem uma mudança de cor para leituras baseadas em matiz ou corrente eletroquímica.

O professor Alexandrov disse que a equipe experimentou aplicativos que usam a tecnologia comum de glicosímetro para desenvolver um dispositivo barato, portátil e preciso. “Biossensores eletroquímicos ativados quebraram a glicose e geraram elétrons como subprodutos para produzir corrente elétrica proporcional à quantidade da molécula alvo capturada. A equipe da Clarkson também demonstrou a viabilidade de multiplexar essa tecnologia para detectar dois biomarcadores diferentes ao mesmo tempo”, disse o professor.

Apesar do sucesso do experimento, o professor Alexandrov disse que a tecnologia do glicosímetro era específica para o uso, e os pesquisadores precisariam reprojetar dispositivos e processos de fabricação para novos usos clínicos. “Há um grande número de parâmetros a conciliar ao construir um dispositivo médico. É incrivelmente difícil e é por isso que novas tecnologias de diagnóstico chegam ao mercado muito lentamente”, disse o professor Alexandrov.

O professor trabalha no Centro para Genômica e Saúde Personalizada, no Centro para Agricultura e Bioeconomia e na Faculdade de Ciências da Universidade de Tecnologia de Queensland (QUT), na Austrália. Ele disse que pesquisas futuras se concentrarão na estabilidade, sensibilidade e capacidade de fabricação do biossensor de proteínas.

Estudos validando diferentes designs de biossensores foram publicados recentemente na revista científica Angewandte Chemie e na revista científica Nature Communications.

Acesse o resumo do artigo publicado na revista Angewandte Chemie (em inglês).

Acesse o artigo científico completo publicado na revista Nature Communications (em inglês).

Fonte: Novella Moncrieff, Universidade de Tecnologia de Queensland. Imagem: Divulgação, Universidade de Tecnologia de Queensland.

Em suas publicações, o Canal Farma da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Canal Farma tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.