Grafeno detecta células individuais de câncer

Grafeno e Raman

O que o grafeno não pode fazer? Você pode riscar "detectar câncer" dessa lista.

Colocando minúsculas folhas de grafeno em contato com células cerebrais vivas, é possível diferenciar uma única célula cancerosa hiperativa de uma célula normal, abrindo caminho para o desenvolvimento de um sensor simples e não-invasivo para o diagnóstico precoce do câncer.

"O grafeno é o material mais fino que se conhece e é muito sensível a tudo o que acontece em sua superfície", explicou Vikas Berry, da Universidade de Illinois em Chicago (EUA).

O grafeno é um nanomaterial composto de uma única camada de átomos de carbono ligados em um padrão hexagonal parecido com uma tela de galinheiro, com todos os átomos compartilhando uma nuvem de elétrons que se move livremente sobre a superfície.

"A interface da célula com o grafeno rearranja a distribuição dos elétrons no grafeno, o que modifica a energia de vibração atômica, conforme ela é detectada pela espectroscopia Raman," disse Berry, referindo-se a uma técnica capaz de fornecer instantaneamente informação química e estrutural de quase qualquer material.

Quando postas sobre o grafeno, as células normais (esquerda) e cancerosa (direita) aparecem nitidamente diferentes
[Imagem: UIC/Vikas Berry]

Sensor de câncer

A energia de vibração atômica na estrutura cristalina do grafeno difere dependendo se o material está em contato com uma célula cancerígena ou com uma célula normal porque a hiperatividade da célula cancerígena gera uma carga negativa maior em sua superfície, além da liberação de mais prótons.

"O campo elétrico ao redor da célula empurra os elétrons na nuvem de elétrons do grafeno," explicou Berry.

Isso altera a energia de vibração dos átomos de carbono. A mudança na energia de vibração pode ser identificada pelo mapeamento Raman com uma resolução de 300 nanômetros, permitindo a caracterização da atividade de uma única célula e mostrando se ela é normal ou cancerígena.

A intenção da equipe é desenvolver a plataforma na forma de um chip que possa ser usado como um sensor de câncer com sensibilidade para detectar até células doentes individuais. Já o uso do grafeno diretamente no corpo humano enfrenta outros desafios, já que alguns estudos mostram que ele apresenta elevada toxicidade.

Os primeiros resultados foram publicados na revista Applied Materials & Interfaces.