Uma nova invenção de uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) promete uma maneira mais rápida e barata de diagnosticar doenças com alta precisão. O professor Zhang Yong do Departamento de Engenharia Biomédica da Faculdade de Engenharia da NUS e sua equipe desenvolveram um minúsculo chip microfluídico que pode detectar com eficácia quantidades mínimas de biomoléculas sem a necessidade de equipamentos complexos de laboratório.

O diagnóstico de doenças envolve a detecção e quantificação de nanopartículas de tamanho natural, como o DNA, proteínas, vírus, e exossomos (vesículas extracelulares). Tipicamente, a detecção de biomoléculas, como proteínas, é realizada usando ensaios colorimétricos ou marcação fluorescente com um anticorpo secundário para detecção, e requer equipamentos de detecção óptica complexos, como microscopia fluorescente ou espectrofotometria.

Uma alternativa para reduzir o custo e a complexidade da detecção de doenças é a adoção de técnicas sem rótulos, que estão ganhando força nos últimos tempos. Contudo, esta abordagem requer engenharia de precisão de nano-recursos (em um chip de detecção), configurações ópticas complexas, novas nanossondas (como óxido de grafeno, nanotubos de carbono, e nanobastões de ouro) ou etapas de amplificação adicionais, como agregação de nanopartículas para atingir a detecção sensível de biomarcadores.

"Nossa invenção é um exemplo de diagnóstico disruptivo. Este pequeno biochip pode detectar com sensibilidade proteínas e vesículas de polímero de tamanho nano com uma concentração tão baixa quanto 10ng / mL (150 pM) e 3,75μg / mL, respectivamente. Ele também tem uma pegada muito pequena , pesando apenas 500 mg e tem 6mm³ de tamanho. A detecção pode ser realizada usando microscópios de laboratório padrão, tornando esta abordagem altamente atraente para uso em diagnósticos de ponto de atendimento, "explicou o Prof. Zhang.

O time dele, compreendendo o Dr. Kerwin Kwek Zeming e dois NUS Ph.D. alunos Sr. Thoriq Salafi e Sra. Swati Shikha, publicou suas descobertas em jornal científico Nature Communications em 28 de março de 2018.

Nova abordagem para o diagnóstico de doenças

Esta nova abordagem livre de rótulo fluorescente usa os deslocamentos laterais na posição do substrato de micropérola em matrizes de pilar, para quantificar as biomoléculas, com base na mudança nas forças superficiais e no tamanho, sem a necessidade de nenhum equipamento externo. Devido ao uso de deslocamento lateral, as nano-biomoléculas podem ser detectadas em tempo real e a detecção é significativamente mais rápida em comparação com a detecção baseada em etiqueta fluorescente.

"Essas técnicas também podem ser estendidas a muitos outros tipos de nano-biomoléculas, incluindo ácido nucléico e detecção de vírus. Para complementar essa tecnologia de chip, também estamos desenvolvendo um acessório portátil baseado em smartphone e uma bomba microfluídica para tornar toda a plataforma de detecção portátil para diagnósticos externos de doenças em laboratório. Esperamos desenvolver ainda mais essa tecnologia para comercialização, "disse o Prof. Zhang.