{"id":7347,"date":"2014-02-13T11:44:59","date_gmt":"2014-02-13T13:44:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cnpem.staging.wpengine.com\/?p=7347"},"modified":"2026-03-02T16:31:39","modified_gmt":"2026-03-02T19:31:39","slug":"avancos-nos-diagnosticos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/avancos-nos-diagnosticos\/","title":{"rendered":"Avan\u00e7os nos diagn\u00f3sticos"},"content":{"rendered":"

Novos sensores desenvolvidos no Brasil fazem an\u00e1lises cl\u00ednicas mais sens\u00edveis e detec\u00e7\u00e3o precoce da dengue<\/em><\/p>\n

Revista Pesquisa FAPESP, Fevereiro de 2014<\/em><\/p>\n

Dois sensores desenvolvidos recentemente podem levar a m\u00e9todos de an\u00e1lises cl\u00ednicas e a diagn\u00f3sticos de doen\u00e7as mais r\u00e1pidos e baratos. Em S\u00e3o Carlos, uma equipe da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP) aperfei\u00e7oou um tipo de transdutor qu\u00edmico, chamado sistema de detec\u00e7\u00e3o condutom\u00e9trica sem contato (C4<\/sup>D), tornando-o 10 mil vezes mais sens\u00edvel. O avan\u00e7o o deixa equipar\u00e1vel aos melhores m\u00e9todos existentes para an\u00e1lises cl\u00ednicas ou qu\u00edmicas em sistemas microflu\u00eddicos que utilizam microchips. No Rio de Janeiro, pesquisadores da Pontif\u00edcia Universidade Cat\u00f3lica (PUC-Rio), em parceria com pesquisadores da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), criaram um sensor de fibra \u00f3ptica para diagnosticar a dengue.\"\"<\/a><\/p>\n

O qu\u00edmico Renato Souza Lima, do Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos (IQSC) da USP e do Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia (LNNano) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, de Campinas, diz que na \u00faltima d\u00e9cada dispositivos microflu\u00eddicos t\u00eam sido muito usados como ferramenta anal\u00edtica em \u00e1reas diversas como a an\u00e1lise de metais pesados, controle de qualidade de bebidas e alimentos e em aplica\u00e7\u00f5es biol\u00f3gicas na \u00e1rea de medicina. Os microchips com o sistema C4<\/sup>D t\u00eam outras vantagens, como a facilidade de miniaturiza\u00e7\u00e3o e o seu car\u00e1ter universal como detector. \u201cIsso faz dessa t\u00e9cnica uma alternativa ideal para uma variedade enorme de an\u00e1lises qu\u00edmicas e bioqu\u00edmicas\u201d, diz Lima.<\/p>\n

Apesar de suas vantagens, a C4<\/sup>D apresentava, no entanto, uma limita\u00e7\u00e3o importante quando comparada a t\u00e9cnicas eletroqu\u00edmicas cl\u00e1ssicas como a amperometria e a voltametria: a sua baixa sensibilidade. \u201cEsses dois tipos de an\u00e1lises s\u00e3o milhares de vezes mais sens\u00edveis que a detec\u00e7\u00e3o sem contato (C4<\/sup>D)\u201d, explica Emanuel Carrilho, professor do IQSC da USP e orientador do doutorado de Lima. \u201cPor isso, nosso objetivo foi aumentar a efici\u00eancia do dispositivo com a expans\u00e3o da \u00e1rea de cobertura dos eletrodos (respons\u00e1veis pela detec\u00e7\u00e3o das subst\u00e2ncias em an\u00e1lise) e a redu\u00e7\u00e3o da espessura do diel\u00e9trico (isolante el\u00e9trico que os cobre). Ou seja, o que fizemos foi transformar o dispositivo para diagn\u00f3stico, que era pouco sens\u00edvel, em um sistema 10 mil vezes mais eficiente.\u201d<\/p>\n

Para chegar a esse resultado, os pesquisadores de S\u00e3o Carlos modificaram a arquitetura do equipamento, trocando os eletrodos de lugar. Normalmente, os microchips com C4<\/sup>D s\u00e3o compostos por uma l\u00e2mina de vidro com microcanais, pelos quais corre o fluido que se quer analisar, e uma outra, plana, que serve como \u201ctampa\u201d e na qual est\u00e3o instalados dois eletrodos. Nessa configura\u00e7\u00e3o, eles ficam fora dos microcanais, gravados em outra l\u00e2mina de vidro. Assim, a \u00fanica forma de elevar a sensibilidade do dispositivo seria aumentar a \u00e1rea de detec\u00e7\u00e3o dos eletrodos, o que \u00e9 pouco pr\u00e1tico. \u201cNossa solu\u00e7\u00e3o foi coloc\u00e1-los dentro dos microcanais, como um anel conc\u00eantrico\u201d, conta Carrilho. Para evitar que o eletrodo entre em contato com a subst\u00e2ncia a ser analisada, caracter\u00edstica do detector C4<\/sup>D, ele \u00e9 isolado por meio de uma cobertura fina, feita com uma camada de 200 nan\u00f4metros de di\u00f3xido de sil\u00edcio.\"\"<\/a><\/p>\n

Para fazer a an\u00e1lise cl\u00ednica de sangue ou urina, por exemplo, uma gota do material \u00e9 induzida a passar pelos canais, onde o eletrodo detecta a presen\u00e7a das subst\u00e2ncias de interesse, sejam end\u00f3genas, como glicose ou \u00e1cido \u00farico, por exemplo, ou ex\u00f3genas, como f\u00e1rmacos e poluentes. Isso \u00e9 feito de forma indireta, porque o sensor (microchip<\/em>) mede a condutividade el\u00e9trica da amostra de microfluido. \u201cEssa condutividade muda de subst\u00e2ncia para subst\u00e2ncia e de concentra\u00e7\u00e3o para concentra\u00e7\u00e3o de uma mesma subst\u00e2ncia\u201d, explica Carrilho. \u201cQualquer uma que alterar a condutividade da solu\u00e7\u00e3o preenchendo o canal pode ser detectada.\u201d<\/p>\n

\u00d3ptica na dengue<\/strong>
\nO sensor desenvolvido pelas equipes da PUC-Rio e UFPE, por sua vez, \u00e9 baseado na resson\u00e2ncia de plasmon de superf\u00edcie localizado (LSPR, na sigla em ingl\u00eas), um fen\u00f4meno \u00f3ptico que ocorre quando a luz interage com nanopart\u00edculas met\u00e1licas, induzindo a uma excita\u00e7\u00e3o coletiva de el\u00e9trons. A LSPR permite que determinados comprimentos de onda (cores) possam ser absorvidos. A f\u00edsica Isabel Cristina Carvalho, respons\u00e1vel pelo Laborat\u00f3rio de Optoeletr\u00f4nica do Departamento de F\u00edsica da PUC-Rio e uma das coordenadoras do trabalho, explica que o dispositivo \u00e9 feito com um fino filme de ouro com 6 nan\u00f4metros de espessura depositado na ponta de uma fibra \u00f3ptica e depois aquecido por quatro minutos a 600\u00baC, o que o transforma em nanopart\u00edculas de ouro.<\/p>\n

\u201cEm uma ponta da fibra, sobre as nanopart\u00edculas de ouro, \u00e9 fixado o anticorpo NS1 da prote\u00edna de mesmo nome excretado pelo v\u00edrus\u201d, diz Rosa Dutra, professora da PUC-Rio. \u201cA outra ponta \u00e9 conectada a um acoplador, do qual saem duas outras fibras \u00f3pticas, uma que ser\u00e1 ligada a uma fonte de luz branca e a outra a um espectr\u00f4metro que detecta o sinal refletido na ponta da fibra contendo as nanopart\u00edculas e os anticorpos anti-NS1\u201d, diz Isabel. No teste, se a solu\u00e7\u00e3o n\u00e3o contiver o ant\u00edgeno, o comprimento de onda medido pelo espectr\u00f4metro n\u00e3o sofre modifica\u00e7\u00e3o. Caso contr\u00e1rio, o sinal medido sofrer\u00e1 varia\u00e7\u00f5es na cor, o que determinar\u00e1 as diferentes concentra\u00e7\u00f5es do ant\u00edgeno NS1.<\/p>\n

\"\"<\/a>Alexandre Camara, aluno de doutorado de Isabel, explica como esse conjunto funciona. \u201cO efeito LSPR devido \u00e0s nanopart\u00edculas imobilizadas com anticorpos anti-NS1 na ponta da fibra \u00f3ptica \u00e9 afetado pelo ambiente externo, ou seja, com a presen\u00e7a ou n\u00e3o de ant\u00edgeno NS1. A resposta do sensor \u00e9 altamente dependente desse ambiente externo e qualquer mudan\u00e7a nesse fator faz com que a cor absorvida pelo meio mude e o sinal monitorado se modifique. \u201cN\u00e3o detectamos diretamente o v\u00edrus da dengue, mas sim uma prote\u00edna (NS1) que o v\u00edrus excreta. Em uma fase aguda da doen\u00e7a essa prote\u00edna tem o seu valor aumentado, o que \u00e9 um indicativo precoce da gravidade da doen\u00e7a.\u201d<\/p>\n

A f\u00edsica Paula Gouv\u00eaa, do Laborat\u00f3rio de Sensores a Fibra \u00d3ptica (LSFO) da PUC-Rio e tamb\u00e9m uma das l\u00edderes do trabalho, conta que o sensor de dengue teve origem em outro, criado anteriormente por seu grupo. \u201cEste \u00e9 uma adapta\u00e7\u00e3o do que come\u00e7amos a desenvolver em 2007\u201d, lembra. \u201cNaquela \u00e9poca iniciamos uma colabora\u00e7\u00e3o entre o LSFO, o Laborat\u00f3rio de Optoeletr\u00f4nica e o Instituto Real de Tecnologia, da Su\u00e9cia, para desenvolver um sensor de fibra \u00f3ptica utilizando nanopart\u00edculas de ouro.\u201d Em 2011, Renato Ara\u00fajo, da UFPE, viu uma apresenta\u00e7\u00e3o de Paula sobre o dispositivo e teve a ideia de adapt\u00e1-lo para detectar dengue.<\/p>\n

Come\u00e7ou assim, em 2012, a colabora\u00e7\u00e3o entre os grupos da PUC-Rio e da UFPE. \u201cEla teve in\u00edcio com o trabalho experimental realizado pelos alunos Alexandre Camara e Ana Carolina Dias\u201d, conta Paula. Nessa etapa de adapta\u00e7\u00e3o do sensor para a detec\u00e7\u00e3o da dengue, o trabalho foi desenvolvido nas duas universidades. \u201cO Alexandre aprendeu a t\u00e9cnica na UFPE em Recife e a trouxe para o Rio.\u201d Por enquanto, os testes foram realizados apenas em solu\u00e7\u00f5es feitas em laborat\u00f3rio com os ant\u00edgenos da dengue. O pr\u00f3ximo passo ser\u00e1 a realiza\u00e7\u00e3o de medi\u00e7\u00f5es\u00a0in vivo<\/em>, com amostras de sangue de pacientes infectados. \u201cO que fizemos at\u00e9 agora consiste em uma prova de conceito do novo sensor, que ainda n\u00e3o \u00e9 um prot\u00f3tipo\u201d, explica Ara\u00fajo. \u201cComo o nosso, existem alguns poucos m\u00e9todos demonstrados em laborat\u00f3rio que poderiam ser utilizados no diagn\u00f3stico da dengue. A transforma\u00e7\u00e3o de um resultado como o que conseguimos em um produto exige ainda a execu\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios passos, como a avalia\u00e7\u00e3o econ\u00f4mica de produ\u00e7\u00e3o das diferentes t\u00e9cnicas.\u201d<\/p>\n

Sem sintomas<\/strong>
\nPelos resultados obtidos nos testes, o novo dispositivo mostrou-se bem promissor. Uma de suas maiores vantagens \u00e9 permitir a detec\u00e7\u00e3o da dengue desde o primeiro dia de contamina\u00e7\u00e3o, quando o paciente ainda n\u00e3o come\u00e7ou a apresentar os sintomas da doen\u00e7a. Isso \u00e9 muito \u00fatil, porque um diagn\u00f3stico precoce pode evitar a morte de pacientes por n\u00e3o receber tratamento adequado a tempo de prevenir problemas mais graves como os causados pela dengue hemorr\u00e1gica. \u201cOutra vantagem do nosso sensor \u00e9 o fato de que com ele \u00e9 poss\u00edvel realizar as medi\u00e7\u00f5es com apenas uma gota de amostra\u201d, acrescenta Camara. \u201cO pouco tempo necess\u00e1rio para o teste (em 20 minutos \u00e9 poss\u00edvel ter um diagn\u00f3stico) e o esperado baixo custo de produ\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m o tornam atrativo.\u201d Rosa Dutra lembra que o sensor pode ser port\u00e1til e usado tamb\u00e9m em laborat\u00f3rios.<\/p>\n

O trabalho foi financiado pela parceria entre a Coordena\u00e7\u00e3o de Aperfei\u00e7oamento de Pessoal de N\u00edvel Superior (Capes) e a Swedish Foundation for International Cooperation in Researchand Higher Education, que apoia estudos conjuntos entre Brasil e Su\u00e9cia. A pesquisa tamb\u00e9m contou com recursos das duas universidades, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPq) e da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj). Um artigo foi publicado na revista\u00a0Optics Express<\/em>.<\/p>\n

O sensor qu\u00edmico para an\u00e1lises cl\u00ednicas desenvolvido pela equipe da USP de S\u00e3o Carlos tamb\u00e9m ainda n\u00e3o est\u00e1 pronto. \u201cEle gerou patente, mas precisa de desenvolvimento\u201d, diz Carrilho. \u201cEst\u00e1 no ponto de sair da universidade e ir para uma empresa de base tecnol\u00f3gica para chegar ao mercado. Uma empresa de S\u00e3o Carlos chamada ParteCurae Analysis demonstrou interesse na transfer\u00eancia da tecnologia.\u201d Segundo Carrilho, h\u00e1 apenas dois pequenos fabricantes de microchip com C4<\/sup>D no mercado, por isso as melhorias que os pesquisadores desenvolveram nesse tipo de sensor poderiam torn\u00e1-lo mais competitivo. A pesquisa contou com apoio da FAPESP, por meio de uma bolsa de doutorado a Lima, da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e resultou em artigo publicado na revista\u00a0ChemComm<\/em>, da Royal Society of Chemistry.<\/p>\n

Projeto<\/strong>
\nSistemas microflu\u00eddicos eletroqu\u00edmicos ultrassens\u00edveis (n\u00ba 2010\/08559-9<\/a>);Modalidade<\/strong>\u00a0Bolsa de Doutorado;\u00a0Pesquisador respons\u00e1vel<\/strong>\u00a0Emanuel Carrilho \u2013 IQ-USP; Bolsista Renato Souza Lima;\u00a0Investimento<\/strong>\u00a0R$ 88.808,87 (FAPESP).<\/p>\n

Artigos cient\u00edficos<\/em>
\nLima, R.S. et al.\u00a0Highly sensitive contactless conductivity microchips based on concentric electrodes for flow analysis<\/a>.\u00a0Chemical Communications<\/strong>. Publicado on-line em 9 out. 2013.
\nCamara, A.R. et al.\u00a0Dengue immunoassay with an LSPR fiber optic sensor<\/a>.\u00a0Optics Express<\/strong>. v. 21, n. 22, p. 27023-31. nov. 2013.<\/p>\n

\n

Confira a vers\u00e3o em pdf<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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