Notícia

Sensor pode monitorar gravidade de doenças

Dr. Akihiko Ishida, Universidade Hokkaido

Fonte

Universidade Hokkaido

Data

quinta-feira, 3 março 2022 11:50

Áreas

Bioeletrônica. Bioquímica. Biotecnologia. Diagnóstico. Engenharia Biomédica.

Cientistas da Universidade Hokkaido, no Japão, projetaram um protótipo de biossensor que detecta níveis de ATP e lactatos no sangue de um paciente, permitindo uma avaliação rápida da gravidade de algumas doenças. Os detalhes foram relatados na revista científica Biosensors and Bioelectronics.

ATP é uma molécula encontrada em todas as células vivas que armazena e transporta energia. Nos glóbulos vermelhos, o ATP é produzido por uma via bioquímica chamada via Embden-Meyerhof. Doenças graves, como falência múltipla de órgãos, sepse e gripe, reduzem as quantidades de ATP produzidas pelos glóbulos vermelhos.

Como tal, a gravidade dessas doenças pode ser avaliada monitorando as quantidades de ATP e lactatos no sangue de um paciente. “Em 2013, nossos colegas da Universidade de Tokushima propuseram a pontuação de risco de energia ATP-lactato (A-LES) para medir os níveis sanguíneos de ATP e lactato para avaliar a gravidade aguda da gripe em pacientes”, explicou o químico aplicado da Universidade de Hokkaido, Dr. Akihiko Ishida. “No entanto, os métodos atuais para medir esses níveis e outras abordagens para medir a gravidade da doença podem ser complicados, demorados ou não sensíveis o suficiente. Queríamos desenvolver um teste rápido e sensível para ajudar os médicos a fazer uma triagem melhor de seus pacientes”.

O Dr. Ishida e seus colegas da Universidade de Hokkaido e da Universidade de Tokushima desenvolveram então um biossensor que pode detectar níveis de ATP e lactato no sangue com grande sensibilidade em apenas cinco minutos. O processo é direto. Produtos químicos são adicionados a uma amostra de sangue para extrair ATP dos glóbulos vermelhos. Enzimas e substratos são então adicionados para converter ATP e lactato no mesmo produto que pode ser detectado por eletrodos especialmente modificados em um chip sensor. A intensidade da corrente gerada nos eletrodos depende da quantidade de subproduto presente na amostra.

A equipe realizou testes paralelos e descobriu que outros componentes presentes no sangue, como ácido ascórbico, ácido pirúvico, adenosina difosfato (ADP), íons urato e potássio, não interferem na capacidade dos eletrodos de detectar com precisão ATP e lactato. Eles também compararam o sensor com outros sensores atualmente disponíveis e descobriram que ele permitia a medição relativamente simples e rápida das duas moléculas.

“Esperamos que nosso sensor permita o monitoramento da gravidade de doenças e sirva como ferramenta para diagnosticar e tratar pacientes internados em unidades de terapia intensiva”, concluiu o Dr. Akihiko Ishida.

Os pesquisadores pretendem simplificar ainda mais o processo de medição, integrando um método de extração de ATP no próprio chip. Eles também planejam tornar seu sistema de sensores ainda mais compacto.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Hokkaido (em inglês).

Fonte: Sohail Keegan Pinto, Universidade Hokkaido. Imagem: protótipo do sensor de ATP e Lactato desenvolvido no estudo (esquerda); e o chip sensor integrado que detecta os níveis de ATP e lactato (à direita). Fonte: Dr. Akihiko Ishida, Universidade Hokkaido.

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