Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) desenvolveu um tipo de sonda de imagem que permite a detecção precoce de insuficiência renal aguda, uma condição de desenvolvimento rápido que pode ser fatal.

As novas sondas renais, que foram testados em ratos, são injetados na corrente sanguínea. Eles "acendem" quando detectam alterações moleculares causadas pelo início da insuficiência renal aguda.

Desenvolvido pelo Professor Associado Pu Kanyi e sua equipe da NTU Singapura, essas sondas podem ser potencialmente usadas em tiras de teste para amostras de urina, tornando-o um método não invasivo de detecção de insuficiência renal aguda.

A insuficiência renal aguda geralmente ocorre em algumas horas ou alguns dias, e é mais comum entre pacientes gravemente enfermos e que precisam de cuidados intensivos. As plataformas de diagnóstico atuais são incapazes de detectar o estágio inicial, alterações pré-mórbidas subjacentes à insuficiência renal aguda.

A sonda de imagem molecular desenvolvida pela equipe NTU, em contraste, é sensível o suficiente para rastrear mudanças nos processos biológicos desencadeados pelo início da doença.

Quando testado em modelos de camundongos com insuficiência renal aguda induzida por drogas, as sondas renais moleculares desenvolvidas pela NTU detectaram o início da doença 1,5 dias antes dos procedimentos de imagem molecular atuais. Os resultados foram publicados em Materiais da Natureza em maio.

Professor Associado Pu Kanyi, que é da Escola de Engenharia Química e Biomédica NTU, disse, "Para pacientes que estão gravemente enfermos, como aqueles na unidade de terapia intensiva, cada minuto é precioso para reverter uma condição como insuficiência renal aguda, o que pode fazer com que a saúde do paciente se deteriore rapidamente. Nossas sondas renais moleculares são úteis porque acompanham as mudanças sutis do corpo em nível molecular e podem ajudar a interromper o desenvolvimento da doença antes que seja tarde demais - algo que os métodos diagnósticos atuais são incapazes de fazer. "

A Assoc Prof Pu prevê o uso dessas sondas em um ambiente de unidade de terapia intensiva, onde a detecção precoce de insuficiência renal aguda é fundamental para a sobrevivência do paciente.

Ele disse, "Em nossa próxima fase de pesquisa, precisamos nos concentrar em refinar ainda mais as sondas com amostras de urina de pacientes criticamente enfermos. Pretendemos fazer isso colaborando com instituições médicas em Cingapura e no exterior. "

A equipe entrou com uma patente de Cingapura para esta tecnologia.

Como funciona

Para garantir que as sondas moleculares renais rastreiem os sinais e processos biológicos corretos, O Prof Pu e sua equipe identificaram pela primeira vez as espécies reativas de oxigênio (ROS), que são moléculas quimicamente instáveis ​​que servem como biomarcadores de estágio inicial para lesão renal. Um desequilíbrio nas ROS no corpo leva a danos nos tecidos adiposos do corpo, DNA, e proteínas, que os médicos sabem que pode desencadear caminhos para a morte celular em um órgão e fibrose renal, em que um rim lesado não é mais capaz de se curar.

Assoc Prof Pu disse, "Muitos relatórios têm mostrado que os subprodutos induzidos por ROS são desregulados no plasma ou na urina antes que a lesão renal aguda ocorra. Isso implica que a detecção direta de ROS poderia identificar a insuficiência renal aguda mais cedo."

A equipe então criou sondas compostas por três componentes:uma parte que reage com o ROS identificado; uma parte de sinalização de luminescência que garante que a sonda acenda nessa reação; e uma parte que garante que a sonda passe pelo kid-neys em vez de se acumular no fígado (veja o gráfico abaixo). Essas sondas são sensíveis o suficiente para detectar mudanças sutis nas concentrações de biomarcadores, permitindo a detecção precoce da doença.

As sondas foram injetadas em camundongos após terem recebido cisplatina, uma droga contra o câncer, em um nível destrutivo para os rins. Doze horas após a injeção de cisplatina, a sonda acendeu, sinalizando a detecção de uma mudança nos biomarcadores ligados à lesão renal aguda. Isso é consistente com o dano tubular renal medido nos camundongos três dias após a administração da cisplatina.

Além de testar a capacidade da sonda de detectar sinais de insuficiência renal aguda, a equipe da NTU também descobriu que a sonda tem alta depuração renal - mais de 97 por cento das sondas injetadas em camundongos fluíram pelos rins, e foram excretados na urina.

A alta eficiência de depuração renal da sonda significa que essas sondas podem ser usadas diretamente em amostras de urina, disse Assoc Prof Pu. Quando adicionado à amostra de urina e incubado por algumas horas, as sondas acendem quando expostas à luz ultravioleta na presença de biomarcadores. Isso abre possibilidades de desenvolver essas sondas como tiras de teste para amostras de urina, tornando-se uma forma não invasiva potencial de verificação de insuficiência renal aguda no futuro, ele disse.