{"id":9852,"date":"2022-05-31T09:43:00","date_gmt":"2022-05-31T12:43:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=9852"},"modified":"2022-06-02T18:55:54","modified_gmt":"2022-06-02T21:55:54","slug":"biossensor-de-polimero-condutor-e-nanoparticulas-na-luta-contra-a-pandemia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/biossensor-de-polimero-condutor-e-nanoparticulas-na-luta-contra-a-pandemia\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Biossensor de pol\u00edmero condutor e nanopart\u00edculas na luta contra a pandemia."},"content":{"rendered":"

\"Esquerda:
Esquerda: biossensor\u00a0de polipirrol nanotubular (acima) ou granulado (abaixo) e nanopart\u00edculas de ouro. Centro: prote\u00edna do SARS-CoV-2 imobilizada na nanopart\u00edcula e interagindo com o anticorpo. Direita: dispositivo detectando anticorpos em uma amostra de sangue.<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

Uma\u00a0 equipe de pesquisadores da Universidade Federal do Paran\u00e1 (UFPR) desenvolveu um biossensor de baixo custo capaz de detectar anticorpos da Covid-19 em cerca de 30 minutos e com alta sensibilidade. O sistema mostrou-se promissor para produzir dispositivos port\u00e1teis e descart\u00e1veis que possam ser usados para diagnosticar a infec\u00e7\u00e3o por coronav\u00edrus ou, ainda, para confirmar a produ\u00e7\u00e3o de anticorpos ap\u00f3s a vacina\u00e7\u00e3o usando apenas algumas gotas de sangue.<\/p>\n

Biossensores s\u00e3o sistemas que possuem um elemento biol\u00f3gico (neste caso, a prote\u00edna N do v\u00edrus SARS-CoV-2) respons\u00e1vel por interagir quimicamente com aquilo que se deseja detectar (neste caso, o anticorpo espec\u00edfico para esse ant\u00edgeno). Quando a intera\u00e7\u00e3o ocorre, a rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica \u00e9 transformada no dispositivo em um sinal interpret\u00e1vel.<\/p>\n

O biossensor desenvolvido na UFPR se baseia em uma malha de a\u00e7o inoxid\u00e1vel revestida com um material h\u00edbrido, formado por um pol\u00edmero que conduz eletricidade (o polipirrol) e nanopart\u00edculas de ouro.\u00a0Nessas nanopart\u00edculas, as prote\u00ednas do v\u00edrus s\u00e3o imobilizadas, de modo que os anticorpos das amostras de sangue, se houver, entram em contato com os seus ant\u00edgenos, reagem espontaneamente com eles e se tornam detect\u00e1veis.<\/p>\n

Combate \u00e0 pandemia<\/strong><\/p>\n

A ideia do trabalho surgiu no in\u00edcio da pandemia de Covid-19, quando a sociedade sentiu a necessidade imperiosa de contar com sistemas capazes de detectar tanto o v\u00edrus quanto os anticorpos gerados pela infec\u00e7\u00e3o. Nesse momento, os professores D\u00eanio Souto<\/b><\/a> e Marcio Vidotti<\/b><\/a>, da UFPR, decidiram reunir as suas expertises em sensores e temas afins para participar desses esfor\u00e7os mundiais.<\/p>\n

\u201cDe in\u00edcio j\u00e1 sab\u00edamos que a urg\u00eancia e a multidisciplinaridade do assunto aumentariam o nosso desafio\u201d, diz Bruna M. Hryniewicz<\/b><\/a>, primeira autora do artigo<\/b><\/a>\u00a0que reporta esta pesquisa no peri\u00f3dico Materials Today Chemistry<\/i>. Bruna participou da pesquisa durante o seu doutorado, ainda em andamento, sob orienta\u00e7\u00e3o do professor Vidotti, ambos do Grupo de Pesquisa em Macromol\u00e9culas e Interfaces da UFPR.<\/b><\/a><\/p>\n

A proposta foi construir um sistema de detec\u00e7\u00e3o de anticorpos baseado na tese de doutorado de Ana Leticia Soares<\/b><\/a>, que acabava de ser defendida pela UFPR. Com orienta\u00e7\u00e3o dos professores Marcio Vidotti e Luis Fernando Marchesi<\/b><\/a>, o trabalho resultou\u00a0 numa plataforma formada por um pol\u00edmero condutor modificado com nanopart\u00edculas de ouro que apresentou respostas promissoras ao ser unida a diversos pares de ant\u00edgenos e anticorpos.<\/p>\n

Mais sensibilidade e seletividade<\/strong><\/p>\n

\"Imagens
Imagens de microscopia eletr\u00f4nica mostram os materiais desenvolvidos para o biossensor: polipirrol granulado (esquerda) e nanotubular (direita) com nanopart\u00edculas de ouro.<\/figcaption><\/figure>\n

Partindo dessa plataforma, a equipe investigou algumas quest\u00f5es que poderiam melhorar a sensibilidade e seletividade do biossensor – par\u00e2metros que permitem diminuir a quantidade de falsos positivos e negativos nos resultados da detec\u00e7\u00e3o, inclusive em pequenas quantidades de amostra.<\/p>\n

Nesse sentido, os autores sintetizaram e caracterizaram duas morfologias de polipirrol para produzir o material h\u00edbrido, a\u00a0 globular e a nanotubular, e verificaram que o biossensor de nanotubos polim\u00e9ricos tinha uma sensibilidade oito vezes maior para detectar os anticorpos do que o sistema com polipirrol globular.<\/p>\n

Outro ponto importante foi a escolha do m\u00e9todo de imobiliza\u00e7\u00e3o da prote\u00edna N nas nanopart\u00edculas. Os pesquisadores optaram por promover uma liga\u00e7\u00e3o covalente (liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica baseada no compartilhamento de pares de el\u00e9trons entre os \u00e1tomos envolvidos), a qual traz mais estabilidade e sensibilidade ao sistema. De fato, essa metodologia posiciona o ant\u00edgeno em uma orienta\u00e7\u00e3o na qual os s\u00edtios de intera\u00e7\u00e3o com o anticorpo ficam dispon\u00edveis – intera\u00e7\u00e3o que \u00e9 ainda mais\u00a0incentivada\u00a0pelo ambiente qu\u00edmico favor\u00e1vel propiciado pelo polipirrol. \u201cTodas essas caracter\u00edsticas permitem que o biossensor apresente respostas satisfat\u00f3rias de sensibilidade e seletividade\u201d, afirma Jaqueline Volpe<\/strong><\/a>, tamb\u00e9m primeira autora do artigo, que participou da pesquisa durante seu mestrado, sob orienta\u00e7\u00e3o do professor D\u00eanio Souto, ambos do Laborat\u00f3rio de Espectrometria, Sensores e Biossensores<\/strong><\/a>.<\/p>\n

Al\u00e9m da participa\u00e7\u00e3o de docentes, p\u00f3s-docs e alunos do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Qu\u00edmica da UFPR, foi fundamental na pesquisa a colabora\u00e7\u00e3o de pesquisadores e m\u00e9dicos da UFPR e do Hospital Erasto Gaertner, de Curitiba. Esses colaboradores forneceram rapidamente a prote\u00edna N do SARS-CoV-2. Eles tamb\u00e9m conseguiram amostras de sangue de pessoas com e sem Covid-19 que tinham feito exames de PCR (a metodologia de diagn\u00f3stico considerada mais segura), as quais foram usadas para testar o desempenho do biossensor.<\/p>\n

\u201cLevando em considera\u00e7\u00e3o que o trabalho foi realizado durante o auge da pandemia, os desafios foram in\u00fameros, desde o acesso aos laborat\u00f3rios, at\u00e9 a explora\u00e7\u00e3o de um tema de alta relev\u00e2ncia, o qual gera maior press\u00e3o no desenvolvimento da pesquisa\u201d, comenta Larissa Bach Toledo<\/strong><\/a>, coautora do artigo.<\/p>\n

\"Aspecto
Aspecto e tamanho do biossensor: malha de a\u00e7o antes e ap\u00f3s a constru\u00e7\u00e3o do biossensor, ao lado de uma moeda para refer\u00eancia.<\/figcaption><\/figure>\n

De acordo com as autoras, o biossensor desenvolvido \u00e9 promissor para uso em larga escala no diagn\u00f3stico de infectados e no monitoramento de anticorpos devido ao m\u00e9todo simples e escal\u00e1vel de fabrica\u00e7\u00e3o dos eletrodos (s\u00edntese em batelada), somado ao baixo custo da matriz de a\u00e7o inox e \u00e0 alta sensibilidade do sistema. Contudo, para produzi-lo comercialmente, seria necess\u00e1rio fazer muitos mais testes de valida\u00e7\u00e3o com amostras reais, bem como transformar o sistema em um dispositivo simples, miniaturizado e f\u00e1cil de usar, no qual os resultados da detec\u00e7\u00e3o possam ser interpretados por qualquer pessoa.<\/p>\n

Esta pesquisa contou com financiamento da funda\u00e7\u00e3o alem\u00e3 Alexander von Humboldt, da UFPR por meio do edital Proind 2020 e das ag\u00eancias brasileiras CAPES e CNPq. O trabalho tamb\u00e9m recebeu apoio do INCTBio<\/b><\/a>, do qual o professor Marcio Vidotti faz parte.<\/p>\n

\"Autores
Autores do artigo. \u00c0 esquerda, Prof. Marcio Vidotti e Bruna M. Hryniewicz. \u00c0 direita, Prof. D\u00eanio Souto e Jaqueline Volpe.<\/figcaption><\/figure>\n
\n

Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:<\/b>\u00a0Development of polypyrrole (nano)structures decorated with gold nanoparticles toward immunosensing for COVID-19 serological diagnosis.\u00a0<\/i>B. M. Hryniewicz, J. Volpe, L. Bach-Toledo, K. C. Kurpel, A. E. Deller, A. L. Soares, J. M. Nardin, L. F. Marchesi, F. F. Simas, C. C. Oliveira, L. Huergo, D. E. P. Souto, M. Vidotti. Materials Today Chemistry. Volume 24, June 2022, 100817.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.mtchem.2022.100817<\/a>.<\/p>\n

Contato dos autores correspondentes:\u00a0<\/b>denio.souto@ufpr.br<\/a>\u00a0e\u00a0mvidotti@ufpr.br<\/a>.<\/p>\n

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