p (PhysOrg.com) - Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Toronto usou nanomateriais para desenvolver um microchip barato, sensível o suficiente para determinar rapidamente o tipo e a gravidade do câncer de um paciente, de modo que a doença possa ser detectada mais cedo para um tratamento mais eficaz. Trabalho deles, relatado em dois artigos publicados nas revistas ACS Nano e Nature Nanotechnology , pode anunciar uma era em que diagnósticos moleculares baratos, porém sofisticados, se tornarão comuns. p O novo dispositivo dos pesquisadores pode detectar prontamente os biomarcadores de assinatura que indicam a presença de câncer no nível celular, embora essas biomoléculas - genes que indicam formas agressivas ou benignas da doença e diferenciam subtipos do câncer - geralmente estejam presentes apenas em níveis baixos em amostras biológicas. A análise pode ser concluída em 90 minutos, uma melhoria significativa em relação aos procedimentos diagnósticos existentes que geralmente levam dias.

p "Hoje, é preciso uma sala cheia de computadores para avaliar uma amostra clinicamente relevante de biomarcadores de câncer e os resultados não estão disponíveis rapidamente, "disse a co-líder da equipe Shana Kelley." Nossa equipe foi capaz de medir biomoléculas em um chip eletrônico do tamanho da ponta de um dedo e analisar a amostra em meia hora. A instrumentação necessária para esta análise pode estar contida em uma unidade do tamanho de um BlackBerry. "

p O dispositivo nanoeletrodo que Kelley, colaborador Edward Sargent, e seus alunos criados é capaz de detectar genes relacionados a doenças sem o uso de PCR para amplificar o DNA de baixo nível. Os eletrodos, que são os principais componentes do dispositivo, têm uma nova forma nanoestruturada altamente ramificada que pode detectar concentrações attomolares de DNA. Usando matrizes de eletrodos, cada um diferindo no grau de ramificação nanoestruturada, os investigadores foram capazes de construir um dispositivo capaz de detectar moléculas de DNA com mais de seis ordens de magnitude, superar o problema de faixa dinâmica - a capacidade de detectar moléculas comuns e raras - que tem afetado outros dispositivos.

p Os investigadores fabricaram esses dispositivos usando um processo de produção de microchip padrão conhecido como fotolitografia para criar a grade básica de eletrodos necessária para medir vários biomarcadores simultaneamente, e, em seguida, usou uma segunda técnica conhecida como eletrodeposição para fazer crescer as nanoestruturas ramificadas nos eletrodos, controlar o tamanho de cada eletrodo variando o tempo em que ocorreu a eletrodeposição. Com os eletrodos no lugar, os investigadores então os revestiram com várias moléculas de ligação de DNA conhecidas como ácidos nucleicos de peptídeo, ou PNAs, que pode ser projetado para se ligar a uma sequência de gene específica. Quando um pedaço de DNA se liga ao seu DNA complementar ou molécula de RNA, ele dispara uma reação química que altera o sinal elétrico gerado pelo eletrodo associado.

p Usando seu dispositivo, os pesquisadores analisaram amostras de RNA mensageiro de biópsias de câncer de próstata. A análise mostrou que o dispositivo pode detectar fusões gênicas características do câncer de próstata. Mais importante, o dispositivo foi capaz de distinguir entre fusões gênicas associadas a formas de câncer de próstata de crescimento rápido ou lento.

p O artigo que descreve a construção deste nanobiossensor é intitulado, "Programação dos limites de detecção de biossensores por meio de nanoestruturação controlada." Um resumo deste artigo está disponível no site da revista.

p O artigo que detalha o uso do nanobiossensor para detectar e caracterizar câncer é intitulado, "Direct Profiling of Cancer Biomarkers in Tumor Tissue Using a Multiplexed Nanostructured Microelectrode Integrated Circuit." Um resumo deste artigo está disponível no site da revista.

p Fornecido pelo National Cancer Institute (notícias:web)