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Biossensor descartável poderá diagnosticar câncer de pâncreas

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Fonte

IFSC-USP

Data

quarta-feira, 27 janeiro 2016 20:35

Áreas

Nanotecnologia. Bioeletrônica. Bioinformática. Diagnóstico.

O uso de substâncias naturais e de baixo custo poderá, no futuro, auxiliar no diagnóstico do câncer de pâncreas nos estágios iniciais. Pesquisadores construíram protótipo de biossensor para detectar a doença utilizando polissacarídeos (carboidratos) da casca de camarão, proteínas da semente do feijão-de-porco e uma camada ativa de anticorpos. O estudo foi desenvolvido pelo Grupo de Polímeros Prof. Bernhard Gross, do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), em colaboração com o Hospital de Câncer de Barretos.

O biossensor é um sensor que usa um elemento biológico de reconhecimento, como uma enzima, um anticorpo, para medir de modo seletivo determinadas substâncias. O dispositivo eletrônico criado no IFSC é composto por algumas camadas de filmes nanométricos – películas incrivelmente finas – que contêm quitosana (substância retirada da casca de camarão), a Concanavalina A (proteína que pode ser extraída das sementes de feijão-de-porco), e uma camada ativa de anticorpos capaz de reconhecer o antígeno CA19-9 em pequenas quantidades de amostras.

O CA19-9 é uma proteína presente no organismo humano, mas sua concentração se torna elevada quando um indivíduo é acometido pelo câncer de pâncreas. “Quando colocamos a amostra do paciente sobre o biossensor, há uma interação com a camada ativa de anticorpos, gerando um sinal elétrico que nos permite saber se há ou não uma quantidade excessiva de CA19-9 no material coletado”, explica Andrey Soares, doutorando do IFSC que desenvolveu o estudo sobre o biossensor, sob a orientação do Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Jr.

A pesquisa identificou os mecanismos de detecção do câncer de pâncreas por meio da espectroscopia no infravermelho (medição do comprimento de onda e intensidade da absorção de luz infravermelha de uma amostra) que permite analisar apenas a superfície do biossensor. Assim, foi possível determinar os grupos químicos dos anticorpos e antígenos que interagem e comprovar que a detecção se deve à adsorção das moléculas de antígeno sobre o biossensor.

Decifrando os dados

Como é imensa a quantidade de dados obtidos com biossensores, podendo ser difícil distinguir entre amostras biológicas muito semelhantes, o Grupo de Polímeros estabeleceu uma colaboração com a Dra. Maria Cristina Ferreira de Oliveira e o Dr. Fernando Vieira Paulovich, professores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos, com o intuito de desenvolver métodos computacionais de análise e visualização de dados.

Um dos resultados dessa colaboração foi o software PEx-Sensors que auxilia no desempenho da detecção e gera visualizações que facilitam a interpretação dos resultados. Assim, dados que parecem “indecifráveis” à primeira vista para um não especialista em física e computação, são facilmente interpretáveis por médicos e pacientes.

Vantagens do novo biossensor

De acordo com o professor Soares, já existem outras maneiras de se detectar o câncer de pâncreas, como, por exemplo, por meio de exames de sangue e de outros tipos de biossensores. O diferencial do novo método está na possibilidade de miniaturização do sistema de detecção e no uso de materiais biodegradáveis e de baixo custo.

Futuramente, essas características poderão tornar o novo biossensor numa alternativa prática e eficaz, inclusive, para ser empregada no consultório médico ou até em residências, sem necessidade de laboratórios sofisticados de análises clínicas. No entanto, isso só será possível, se houver investimentos para a engenharia, o que pode requerer alguns anos.

“Como o nosso objetivo é desenvolver um equipamento de baixo custo, portátil e de fácil manuseio, a ideia é que os filmes do biossensor sejam descartáveis, de forma que não haja alterações nos diagnósticos seguintes obtidos através do mesmo aparelho”, explica o professor Osvaldo.

Continuação da pesquisa

A parceria entre os pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP e do Hospital de Câncer de Barretos permitirão os próximos passos do estudo: a realização de exames em amostras de sangue reais, uma vez que os testes da pesquisa foram desenvolvidos com linhagens de células cancerosas produzidas em laboratório.

Outro intuito dos pesquisadores é comprovar que a produção do dispositivo pode ser economicamente viável, tendo em vista que os materiais utilizados em sua fabricação são de baixo custo. Os resultados do desenvolvimento do biossensor para o diagnóstico precoce de câncer de pâncreas foram publicados, em novembro, na revista ACS Applied Materials & Interfaces.

Os pesquisadores também deverão aplicar conceitos similares na elaboração de biossensores capazes de detectar precocemente outros tipos de câncer, como é mostrado em uma outra publicação na citada revista científica sobre aprimoramento da detecção do câncer de mama.

Fonte: Rui Sintra, Assessoria de Comunicação do IFSC-USP. Imagem: Divulgação.

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