Tons vibrantes de amarelo, laranja, e o vermelho se move em ondas pela tela. Embora a tela pareça arte psicodélica, na verdade, está fornecendo informações médicas altamente técnicas - a atividade elétrica de um coração batendo manchado com corantes sensíveis à voltagem para testar se há ferimentos ou doenças.

Esses corantes sensíveis à voltagem foram desenvolvidos e patenteados por pesquisadores da UConn Health, que agora embarcaram na comercialização de seus produtos para uso industrial e acadêmico.

Sinais elétricos ou tensões são fundamentais para o funcionamento natural do cérebro e do tecido cardíaco, e a sinalização elétrica interrompida pode ser uma causa ou consequência de ferimentos ou doenças. Medir diretamente a atividade elétrica das membranas com eletrodos não é possível para triagem de drogas ou diagnóstico por imagem devido ao seu tamanho minúsculo. A fim de tornar o potencial elétrico visível, pesquisadores usam sensores de tensão fluorescente, também conhecido como corantes sensíveis à voltagem ou VSDs, que fazem as células, tecidos, ou órgãos inteiros iluminam-se e permitem que sejam medidos com microscópios.

Nem todos os corantes respondem às mudanças de voltagem da mesma maneira, e há um compromisso comum entre sua sensibilidade e velocidade. Corantes mais lentos podem ser usados ​​para triagem de drogas com alta sensibilidade, mas eles não podem medir as características dos potenciais de ação rápida em alguns tecidos, como células cardíacas. Corantes rápidos podem ser usados ​​para potencial de ação de imagem, mas eles exigem caro, instrumentação customizada, e não são sensíveis o suficiente para resultados cristalinos em células individuais.

Professor de biologia celular e diretor do Centro de Análise e Modelagem Celular da UConn, Leslie Loew e sua equipe desenvolveram novos corantes rápidos que também são altamente sensíveis, eliminando a troca de velocidade / sensibilidade.

Loew e os associados de pesquisa Corey Acker e Ping Yan dedicaram grande parte de suas carreiras ao desenvolvimento e caracterização de sondas fluorescentes de potencial de membrana, como corantes sensíveis à voltagem. A equipe tem fornecido seus corantes rápidos patenteados para colegas pesquisadores nos últimos 30 anos, mas só recentemente começaram a se interessar pela comercialização de seu trabalho.

O primeiro passo de Loew e Acker para o empreendedorismo começou no outono de 2016, quando foram aceitos no site do I-Corps da National Science Foundation (NSF) da UConn, Acelere UConn, que é o único local da NSF I-Corps no estado. Eles atribuem ao programa uma base sólida para avaliar sua tecnologia e estratégia de negócios.

"A experiência do Dr. Loew é um excelente exemplo de como o programa NSF I-Corp pode transformar descobertas acadêmicas de alto potencial em produtos e serviços viáveis ​​com o treinamento certo, "diz Radenka Maric, Vice-presidente de pesquisa da UConn. "O Accelerate UConn ajuda nosso proeminente corpo docente a levar suas ideias para além do laboratório, para que possam se juntar às fileiras de outros empresários de sucesso e líderes da indústria, e ter um impacto em nossas comunidades e na economia. "

Acker afirma que o programa também os ajudou a identificar uma nova e estimulante oportunidade de mercado voltada para as empresas farmacêuticas. Essas empresas precisam de corantes que sejam rápidos e sensíveis para a triagem de alto rendimento de potenciais alvos terapêuticos. Na triagem de drogas de alto rendimento, cientistas criam linhas celulares especiais, e, em seguida, usar equipamentos avançados para aplicar roboticamente diferentes drogas a placas giratórias de células. As células são coradas com um corante sensível à voltagem que exibe qualquer alteração no potencial de membrana ou voltagem após a aplicação do medicamento com alterações na fluorescência. Acker estima que as empresas farmacêuticas e organizações de pesquisa contratadas (CROs) gastam mais de US $ 10, 000 nesses corantes para cada estudo de uma semana.

As tinturas que Loew, Acker, e Yan Develop também permitirá que as empresas farmacêuticas respondam aos novos regulamentos de triagem de segurança cardíaca da Food and Drug Administration, chamados CiPA (o Comprehensive in vitro Proarrythmia Assay).

Os regulamentos da CiPA visam estabelecer melhores maneiras de detectar os efeitos colaterais de novos medicamentos que podem causar uma arritmia cardíaca. Em um componente-chave da CiPA, a triagem é concluída em células cardíacas com um batimento cardíaco elétrico realista. Os corantes de sensibilidade rápida da equipe de Loew podem oferecer às empresas farmacêuticas opções mais eficazes do que as disponíveis atualmente. Uma vez que a CiPA se aplica a todas as novas terapias, de medicamentos para perda de peso a medicamentos para alergia, Loew e Acker prevêem uma alta demanda por sua tecnologia.

Acker conduziu dezenas de entrevistas com especialistas da indústria que usam VSDs para rastreamento de drogas. Todos eles expressaram a necessidade de corantes com maior sensibilidade, velocidade mais rápida, e menos interações indesejadas ou toxicidade com as células sendo testadas.

Loew e sua equipe estavam confiantes de que poderiam cumprir. Seus novos corantes melhoram os sensores atuais usados ​​para triagem de drogas, que envolvem um sistema de dois componentes e transferência de energia entre os componentes. Os pesquisadores produzem corantes que usam um novo sistema VSD, onde a transferência de energia é mais eficiente, resultando em mais rápido, mais sensível, e corantes menos tóxicos. Recentemente, eles desenvolveram e testaram dois novos corantes, e eles conceituaram algumas possibilidades adicionais. Um de seus protótipos atuais é extremamente promissor, Loew diz.

A equipe formou uma startup, Sondas potenciométricas, alojados no Programa de Incubação de Tecnologia da UConn, para continuar seus esforços de comercialização.