p Em um esforço para aumentar a letalidade do Soldado, Os pesquisadores do Exército estão desenvolvendo receptores de biorreconhecimento capazes de desempenho consistente em ambientes de múltiplos domínios, com a capacidade de coletar avaliações em tempo real da saúde e desempenho do soldado. p "O Exército precisará ser mais adaptativo, mais expedicionário e tem uma demanda logística quase zero, otimizando a execução individual para o esquadrão em ambientes operacionais multifacetados, "disse o Dr. Matt Coppock, químico e chefe de equipe do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA, o laboratório de pesquisa corporativa do Exército conhecido como ARL. "Pode-se imaginar que o monitoramento de saúde e desempenho em tempo real, bem como detectar ameaças ambientais atuais e emergentes, pode ser um conjunto chave de ferramentas para tornar isso possível. "

p Cientistas ARL, em colaboração com pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia e Indi Molecular, Inc., desenvolveu uma captura catalisada por proteína, ou PCC, tecnologia de agente que melhora as versões anteriores dos receptores e pode permitir o monitoramento de dados pessoais e ambientais dos soldados em campo. A pesquisa, financiado pelo Instituto de Biotecnologias Colaborativas do Exército desde 2012, é apresentado em um artigo de revisão abrangente para Avaliações Químicas .

p "A tecnologia PCC demonstrou melhorias na estabilidade do receptor, adaptabilidade e capacidade de fabricação em relação aos receptores de anticorpos padrão, e apóia a equipe multifuncional de letalidade do soldado como uma tecnologia potencialmente viável para monitorar o desempenho do soldado por meio de biomarcadores relevantes coletados de sensores vestíveis, "Coppock disse.

p Os receptores biológicos são integrados em um biossensor para capturar seletivamente um alvo de interesse de uma mistura complexa como o sangue, suor, sálvia, etc, para produzir o efeito mensurável pelo sensor, ele disse.

p "Sem o receptor, seria impossível saber que você está detectando o que deseja detectar, "Coppock disse.

p Anticorpos coletados de animais injetados com o alvo de interesse são usados ​​como receptores em sensores biológicos devido às suas altas forças de ligação e seletividade para o alvo.

p "O trabalho do receptor padrão ouro é baseado em anticorpos, que são fantásticos na captura de alvo e seletividade, mas suas capacidades de detecção são um tanto limitadas devido à sua instabilidade, vida útil limitada e variação de desempenho lote a lote, "Coppock disse.

p A equipe de pesquisa desenvolveu uma abordagem diferente e mais inovadora.

p "Como uma alternativa, receptores baseados em peptídeos são menores, mais simples de produzir, barato e muito mais robusto para estresses ambientais, embora ainda retenha as propriedades de ligação desejáveis ​​de um anticorpo, "Coppock disse.

p Os receptores usados ​​pela equipe de pesquisa são capazes de reter quase toda a atividade após serem aquecidos por uma hora a 90 graus Celsius, ao passo que muitos anticorpos ficam completamente inativos em poucos minutos após aquecerem a mais de 70 graus Celsius.

p "Utilizamos uma abordagem totalmente sintética para o desenvolvimento do receptor, que permite muito mais controle sobre a incorporação de blocos de construção exclusivos para garantir a estabilidade e permitir modificações diretas para a integração do sensor, "Coppock disse.

p A equipe construiu uma infraestrutura completa de recursos que lhes permite desenvolver totalmente o sintético, receptores baseados em peptídeos em casa no laboratório, sob demanda e em qualquer quantidade necessária por meio de sintetizadores de peptídeos amplamente disponíveis.

p "Todos os aspectos da tecnologia progrediram ao longo da colaboração, culminando em uma metodologia de desenvolvimento de alto rendimento, "Coppock disse." Esses aspectos incluíam repensar as estratégias de segmentação, atualizando construções de biblioteca, automatizando etapas de triagem e simultaneamente caracterizando o desempenho de até 100 diferentes sequências de peptídeos. "

p Os pesquisadores agora são capazes de desenvolver totalmente um receptor do início ao fim em apenas duas a três semanas, uma vez que o alvo de interesse seja identificado, ele disse. Anteriormente, esse processo levava cerca de cinco a seis meses.

p "Os programas atuais do Exército estão em andamento para determinar marcadores biológicos importantes relacionados à saúde e ao desempenho do soldado, portanto, estabelecer a capacidade de rápido desenvolvimento de receptores permitirá que o laboratório acompanhe e avance na descoberta e análise de biomarcadores, "Coppock disse.

p A equipe observou que a pesquisa continua fazendo o processo de design e seleção de novos reagentes de uma forma mais rápida para tornar esses sensores mais fáceis de fabricar sob demanda. Além disso, A ARL está atualmente coordenando esforços para atender às necessidades de detecção de desempenho humano e segurança alimentar e hídrica.

p Outras aplicações potenciais desses receptores incluem a vigilância ambiental de ameaças biológicas, diagnósticos e terapêuticas de saúde, que poderia impactar significativamente o guerreiro.

p Esta tecnologia atraiu muito interesse na comunidade científica e tecnológica do Exército, como colegas pesquisadores do CCDC Soldier Center, Centro Químico-Biológico CCDC e Comando Médico do Exército.

p Anteriormente, esta pesquisa colaborativa amadureceu os receptores biológicos do nível de preparação da tecnologia, ou TRL-2, para TRL-4, incluindo a integração bem-sucedida em várias plataformas de ensaio para detecção biológica robusta em ambientes austeros e transição de reagente para o CCDC CBC.