Um novo tipo de sensores de alta sensibilidade e baixo custo, chamados biossensores plasmônicos, poderia, em última análise, tornar-se um ativo-chave na medicina personalizada, ajudando a diagnosticar doenças em um estágio inicial.
A medicina personalizada é um dos novos desenvolvimentos que revolucionam os cuidados de saúde. Um componente chave é a detecção de biomarcadores, proteínas no sangue ou saliva, por exemplo, cuja presença ou concentração anormal é causada por uma doença. Os biomarcadores podem indicar a presença de doenças muito antes do aparecimento dos sintomas. Contudo, atualmente, a detecção dessas moléculas ainda requer laboratórios especializados e é cara.
Graças ao projeto de pesquisa financiado pela UE chamado NANOANTENNA, concluído em março de 2013, físicos uniram forças com químicos, nanotecnologistas e pesquisadores biomédicos com o objetivo de desenvolver um denominado nanobiossensor plasmônico para a detecção de proteínas. Consistia em nanoantenas, minúsculas barras de ouro com cerca de 100 a 200 nanômetros de comprimento e 60 a 80 nm de largura. Ao iluminar essa nanoantena, os elétrons internos começam a se mover para frente e para trás, amplificando a radiação de luz em regiões de pontos quentes da antena, explica Pietro Giuseppe Gucciardi, um físico do Institute for Chemical-Physical Processes, afiliado ao CNR do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália, em Messina, Sicília. “O objetivo do projeto era entregar uma prova de conceito, "diz Gucciardi.
Durante a década de 1990, os pesquisadores descobriram que os plasmons, minúsculas ondas de elétrons em superfícies metálicas que aparecem quando tais superfícies são iluminadas, também amplifica a luz em uma área próxima a essa superfície. Em biossensores, moléculas de proteínas são identificadas por irradiação com luz infravermelha e pela análise do espectro da luz que emitem, conhecido como espectro Raman. Se essas moléculas estão perto de nanopartículas, os plasmons nas nanopartículas aumentam o sinal Raman vindo das moléculas que precisam ser detectadas com várias ordens de magnitude.
As nanoantenas desenvolvidas neste projeto apenas aumentam o sinal Raman emitido se as biomoléculas estiverem próximas aos pontos quentes. Portanto, as moléculas precisam ser capturadas para serem detectadas. Para fazer isso, os pesquisadores anexaram bioreceptores, fragmentos de DNA projetados para reconhecer proteínas específicas, para as nanoantenas. Quando as nanoantenas cravejadas com os bioreceptores são incubadas em uma solução que contém os biomarcadores a serem detectados, os últimos se apegam às nanoantenas. Quando, subseqüentemente, essas nanoantenas são iluminadas com luz, eles mostram as impressões digitais Raman do bioreceptor e do biomarcador, como aponta Gucciardi.
Um especialista comenta que os programas de saúde estão avançando rapidamente para a prevenção e detecção precoce de doenças, feito no ponto de atendimento (POC) ou em condições ao lado do leito. “É importante financiar esta pesquisa porque será um componente da futura medicina, "diz Alexandre Brolo, professor de química especializada em pesquisa em nanotecnologia, que tem desenvolvido biossensores plasmônicos na Universidade de Victoria, Columbia Britânica, Canadá. Ele também acredita que tal abordagem tornará o atendimento médico mais econômico. "Você quer algo que seja muito barato e não vá sobrecarregar o sistema de saúde, "diz Brolo.
Outro especialista concorda. "Pequena, dispositivos compactos e autônomos com as mesmas características em termos de sensibilidade e robustez da instrumentação comercial atual baseada em plasmônica ainda são necessários, "diz Maria Carmen Estévez, pesquisador do Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia de Bellaterra, Espanha. Os "usuários finais" desses biossensores precisam entender que o desenvolvimento desses dispositivos por pesquisadores em muitas disciplinas é um processo longo, notas Estévez. Ela acrescenta que esses biossensores precisarão ser integrados com componentes ópticos, com eletrônicos para ler as medições, software para processar todos os dados, e contam com o uso de microfluídicos para preparar e processar a amostra.
