Microlaboratório clínico detecta 32 doenças simultaneamente

Portas estendidas com 32 áreas de teste permitem que uma amostra seja testada simultaneamente para 32 patógenos diferentes.
[Imagem: HZDR / Anja Schneider]

Microlaboratório clínico

A equipe da Dra Larysa Baraban, do Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf (Alemanha) desenvolveu biossensores inteligentes e miniaturizados capazes de identificar biomoléculas e células, bem como reações ou processos bioquímicos, que são marcadores de doenças.

O protótipo do sistema de teste portátil - do tamanho da palma da mão - consegue realizar simultaneamente até 32 análises de uma amostra.

A capacidade de detectar doenças em uma fase precoce, ou mesmo prever o seu início, será um enorme benefício tanto para médicos como para pacientes. É para isso que se voltam os esforços de inúmeras equipes ao redor do mundo, algumas identificando os biomarcadores, outras desenvolvendo os sensores para detectar esses biomarcadores.

Existem várias possibilidades e mecanismos para detectar patógenos em fluidos corporais. A rota escolhida pela equipe envolve um tipo especial de transístor - o componente básico dos computadores - conhecido como transístor de efeito de campo (FET: Field-Effect Transistor).

Transístor que detecta doenças

O princípio de funcionamento é simples: Uma corrente elétrica definida fluindo do ponto A de um circuito até um ponto B passa pelo transístor, que funciona como uma válvula precisa e contínua dessa corrente. Quando biomoléculas específicas - neste caso relevantes para doenças - ligam-se à superfície da porta do transístor, o potencial elétrico é alterado e, portanto, também a corrente.

Se não houver mudança significativa na corrente, nenhuma biomolécula se ligou à superfície do sensor. Por outro lado, uma mudança na corrente significa que moléculas relacionadas a doenças podem ser detectadas na superfície do sensor.

Esses biossensores podem ser projetados para detectar especificamente diferentes biomoléculas. Diferentes patógenos causam diferentes potenciais elétricos e, portanto, diferentes correntes. As células cancerígenas, por exemplo, causam correntes diferentes de, digamos, um vírus da gripe.

A equipe conseguiu agora fazer com que esse mecanismo seja reutilizável, com o mesmo transístor podendo ser usado vezes sem conta, tornando o chip biossensor inteiro muito mais prático e economicamente viável.

Comparação da nova tecnologia com a atual.
[Imagem: Zelijko Janicijevic et al. - 10.1016/j.bios.2023.115701]

Chip reutilizável

Mas isso não é tudo. A equipe pensou ainda mais à frente e assumiu outro desafio: "É claro que gostaríamos que esse sistema fizesse várias análises ao mesmo tempo. Isso significa que uma amostra pode ser testada simultaneamente em cada uma das almofadas para um patógeno diferente," disse Baraban. O protótipo faz 32 análises simultaneamente.

Como primeiro alvo de aplicações, a equipe pretende usar seu chip para monitorar o progresso das imunoterapias em pacientes com câncer. Outra possibilidade será prever a gravidade e o curso de uma doença viral, como a gripe ou a covid-19, logo no início. Em comparação com as tecnologias existentes, o novo sistema é mais econômico e mais rápido. Por isso, Baraban e sua equipe esperam agora o interesse do setor industrial para que o chip chegue ao mercado.