Pesquisadores das universidades Unicamp (Estadual de Campinas) e UFSCar (Federal de São Carlos) desenvolveram um sensor eletroquímico que detecta a doença de Parkinson em diferentes estágios. Manufaturado em impressora 3D comum, o dispositivo pode antecipar o diagnóstico, permitindo o tratamento precoce, e ainda funciona como modelo para a identificação de outras doenças, de acordo com artigo publicado na revista Sensors and Actuators B: Chemical.

“O sensor indica rapidamente a concentração da proteína PARK7/DJ-1 no plasma sanguíneo humano e em fluido cerebrospinal sintético. A molécula está relacionada à doença de Parkinson em níveis abaixo de 40 microgramas por litro [40 μg/L]”, explica Cristiane Kalinke, pós-doutoranda no IQ-Unicamp (Instituto de Química da Unicamp), pesquisadora visitante na Universidade Metropolitana de Manchester (Reino Unido) e primeira autora do artigo. “Com a vantagem de poder ser impresso em diversos formatos e tamanhos, inclusive em miniatura, criando dispositivos realmente portáteis, que demandam uma quantidade muito pequena de amostra”.

Para construir o sensor, os pesquisadores utilizaram um filamento comercial composto basicamente por ácido polilático (polímero biodegradável conhecido pela sigla em inglês PLA) associado a um material condutor (grafeno) e outros aditivos. Três eletrodos foram impressos em plástico com tecnologia 3D e passaram por um tratamento químico que os tornou ainda mais condutores e estimulou em suas superfícies a formação de grupos funcionais (carboxílicos), que se ligam com anticorpos. O processo de ativação envolveu remover a superfície polimérica isolante dos eletrodos pela imersão em hidróxido de sódio (NaOH) e a aplicação de um potencial elétrico (positivo e negativo). Em seguida, é promovida a reação específica entre os anticorpos e a proteína PARK7/DJ-1 para fornecer o diagnóstico.

Os passos seguintes do trabalho, que contaram com apoio da FAPESP (projetos 13/22127-2, 17/21097-3, 19/00473-2 e 21/07989-4), foram imobilizar anticorpos específicos para a PARK7/DJ-1 na superfície dos eletrodos e aplicar o sensor na detecção da proteína em três níveis de concentração: 30 μg/L, 40 μg/L e 100 μg/L. A concentração média em pacientes diagnosticados com Parkinson em diferentes estágios é de aproximadamente 30 ± 9 μg/L, conforme dados da literatura.

“Dificilmente um paciente vai a uma consulta médica em busca de um exame de rotina para detectar Parkinson em estágio inicial – quando há suspeita, provavelmente sintomas físicos e comportamentais já se manifestaram e a doença já está bem estabelecida”, afirma Juliano Alves Bonacin, professor do Departamento de Química Inorgânica do Instituto de Química da Unicamp (IQ-Unicamp) e supervisor do estudo. “Nossa ideia foi construir um dispositivo muito simples e muito barato que permitisse o monitoramento ao longo do tempo e acendesse um alerta para médicos e pacientes no caso de alterações nos níveis da PARK7/DJ-1, o que é especialmente útil se analisado em conjunto com outros biomarcadores”.

Prova de conceito

Um legado importante do estudo é funcionar como prova de conceito ao demonstrar a versatilidade desse tipo de impressão como plataforma para a imobilização de biomoléculas.

Prova de conceito

Um legado importante do estudo é funcionar como prova de conceito ao demonstrar a versatilidade desse tipo de impressão como plataforma para a imobilização de biomoléculas.

Agência Fapesp

Foto: Cristiane Kalinke e Paulo Roberto de Oliveira/Agência FAPESP