Ciência e Tecnologia
publicado em 20/04/2011 às 15h35:00
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Foto: Courtesy of Sebastian Osterfeld
Microchip com um conjunto de 64 nanosensores, que aparecem como pequenos pontos escuros no centro da parte iluminada do microchip em contraluz
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Microchip com um conjunto de 64 nanosensores, que aparecem como pequenos pontos escuros no centro da parte iluminada do microchip em contraluz

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram um microchip biosensor capaz de acelerar significativamente o processo de desenvolvimento de medicamentos.

Os microchips, embalados com "nanosensores" muito sensíveis analisam a forma como as proteínas se ligam umas às outras, um passo crítico para avaliar a eficácia e possíveis efeitos colaterais de um medicamento.

Como funciona

Uma única pequena matriz de nanosensores pode simultaneamente e continuamente monitorar milhares de vezes mais ligação entre proteínas do que qualquer sensor existente. O sensor também é capaz de detectar as interações com maior sensibilidade e entregar resultados significativamente mais rápidos do que o método padrão atual.

O poder da matriz de nanosensor reside em duas vantagens. Primeiro, o uso de nanoetiquetas magnéticas ligadas à proteína que está sendo estudada - como uma medicação - aumenta significativamente a sensibilidade do monitoramento das ligações.

Em segundo lugar, um modelo de análise analítico que os pesquisadores desenvolveram que lhes permite prever com precisão o resultado final de uma interação com base em apenas alguns minutos de dados de monitoramento. As técnicas atuais normalmente monitoram não mais do que quatro interações simultâneas e o processo pode levar horas.

A equipe de pesquisa desenvolveu a tecnologia de nanosensor magnético há vários anos e demonstrou sua sensibilidade em experiências nas quais mostrou que ela pode detectar uma proteína associada a biomarcadores do câncer no sangue de camundongos em um milésimo de concentração que as técnicas disponíveis comercialmente podem detectar.

Os pesquisadores adaptaram nanoetiquetas para anexar à proteína particular que está sendo estudada. Quando uma proteína equipada com nanoetiqueta se liga com uma outra proteína anexada a um nanosensor, a nanoetiqueta magnética altera o campo magnético ao redor do ambiente do nanosensor de uma forma pequena, mas distinta, que é sentida pelo detector.

"Digamos que estamos olhando para um medicamento contra o câncer de mama", disse o autor do estudo, Richard Gaster. "O objetivo da droga é se ligar a proteínas-alvo nas células do câncer de mama tão fortemente quanto possível, mas nós também queremos saber: quão fortemente a droga aberrante se liga a outras proteínas no corpo?"

Para determinar a força dessas ligações, os pesquisadores colocaram proteínas do câncer de mama na matriz nanosensor, juntamente com as proteínas do fígado, pulmões, rins e qualquer outro tipo de tecido com os quais eles estão preocupados.

Em seguida, eles acrescentariam a medicação com sua nanoetiqueta magnética ligada e observaram com quais proteínas a droga se liga e com que força.

"Podemos ver quão fortemente a droga se liga à células de câncer de mama e, em seguida, também como ela se liga fortemente a quaisquer outras células no corpo humano, tais como o fígado, rins e cérebro", disse Gaster. "Assim, podemos começar a prever os efeitos adversos dessa droga, sem nunca testá-la em um paciente humano."

É o aumento da sensibilidade à detecção que vem com as nanoetiquetas magnéticas que permite determinar não só quando se forma um vínculo, mas também a força dessa ligação.

"A taxa em que uma proteína se liga e se solta, diz o quão forte é o vínculo", disse Gaster. " Isso pode ser um fator importante para várias medicações."

Para o líder do estudo, Shan Wang, o futuro das matrizes nanosensoras cada vez mais poderosas pode ser brilhante já que a infra-estrutura tecnológica para a criação dessas matrizes já está em vigor hoje em dia.

"O próximo passo é casar esta tecnologia a um medicamento específico, que esteja em desenvolvimento", disse Shan Wang. "Essa será a aplicação crucial desta tecnologia."

Fonte: Isaude.net
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