A enzima "Nluc" é adicionada ao corpo Q formando um corpo Q de Bret. A luminescência é observada após a ligação ao antígeno. Para a direita, espectros de emissão na presença do substrato do corpo BRET-Q marcado com o corante fluorescente TAMRA-C5-mal podem ser observados. A inserção mostra a mudança na cor observada na ligação ao antígeno. Crédito:Tokyo Tech
Os imunossensores são amplamente utilizados em imunoensaios para detectar antígenos. Um desses imunossensores é um corpo extintor (corpo Q), que contém um fragmento de anticorpo modificado com um corante fluorescente extinto. Quando um antígeno se liga ao corpo Q, o corante deixa o anticorpo e a fluorescência se intensifica. A mudança na intensidade da fluorescência é fácil de medir, tornando os sistemas de detecção de antígenos baseados em Q-body incrivelmente simples. Contudo, este método requer uma fonte de luz externa para excitar os elétrons no corante fluorescente para produzir luminescência.
Uma maneira de resolver isso é induzir a luminescência por um método alternativo. Para alcançar isto, pesquisadores da Tokyo Tech, Japão, desenvolveram um novo imunossensor. Eles usaram uma enzima luciferase modificada chamada "NanoLuc" (Nluc) que é originalmente responsável pela bioluminescência no camarão e a fundiram ao corpo-Q. Este imunossensor, denominado "BRET Q-body, "trabalha com o princípio de transferência de energia de ressonância de bioluminescência (BRET). Aqui, um substrato luminescente é adicionado ao corpo-Q fundido. O substrato reage com a enzima e essa reação fornece a energia necessária ao corante para induzir a fluorescência. Este tipo de luminescência é vantajoso, como Professor Hiroshi Ueda, quem lidera a equipe de pesquisadores, explica:"O sistema BRET Q-body pode ser usado para visualizar a presença ou ausência de um antígeno como uma mudança na cor da emissão sem qualquer instrumento." Suas descobertas foram publicadas recentemente no jornal Química Analítica .
Para preparar o BRET Q-body, os pesquisadores usaram um fragmento de anticorpo de cadeia única que se liga ao antígeno BGP, uma proteína encontrada no osso. O fragmento de anticorpo foi então marcado com um corante fluorescente. Eles então testaram a intensidade de fluorescência dos corpos Q BRET resultantes e observaram que a adição do antígeno aumentava a intensidade da fluorescência.
Após esses resultados iniciais, os pesquisadores testaram a dependência do antígeno do BRET Q-body. Eles compararam a fluorescência obtida pelo novo método baseado em BRET com o método convencional baseado em irradiação. A intensidade de fluorescência do corpo do BRET-Q foi medida inicialmente com luz de excitação e posteriormente na presença do substrato luminescente. Eles descobriram que a ligação ao antígeno trouxe a enzima Nluc e o corante mais próximos, resultando em níveis de intensidade de fluorescência mais altos quando o substrato foi usado. Como a luminescência do BRET Q-body é obtida inicialmente da enzima e, em seguida, do corante fluorescente após a ligação ao antígeno, uma simples mudança de cor indica a presença de um antígeno.
Este estudo abre caminho para uma nova classe de sensores bioluminescentes que não requerem uma fonte de luz de excitação externa. Espera-se que os novos Q-corpos BRET tornem os testes de imunoensaio muito mais simples e precisos. Como o Prof. Ueda explica as vantagens e possíveis aplicações de suas descobertas, "A detecção do sinal BRET não precisa de fonte de luz, permite a observação visual da mudança de cor, e integração mais fácil com um dispositivo baseado em smartphone. Portanto, esperamos que BRET Q-corpos seja uma ferramenta promissora para o diagnóstico, segurança alimentar, preservação ambiental, e pesquisa biológica. "