Digamos que você tenha sido diagnosticado com câncer de próstata, a segunda principal causa de morte por câncer em homens. Você opta por uma cirurgia para remover sua próstata. Três meses depois, um teste de antígeno de superfície da próstata (PSA) não mostra células da próstata em seu corpo. Todo mundo se alegra.

Até 18 meses depois, quando outro teste de PSA revela que agora as células da próstata reapareceram. O que aconteceu?

O primeiro teste de PSA produziu o que é conhecido como resultado falso negativo. Ele não detectou o punhado de células que permaneceram após a cirurgia e depois se multiplicaram. Agora, um químico da Michigan Technological University fez uma descoberta que poderia, entre outras coisas, reduza o número de falsos negativos nos testes de PSA.

Xiaohu Xia e sua equipe, incluindo pesquisadores da Louisiana State University e da University of Texas em Dallas, desenvolveram um novo catalisador que pode tornar os testes de laboratório como o PSA muito mais sensíveis. E pode até acelerar reações que neutralizam produtos químicos industriais tóxicos antes que eles entrem em lagos e riachos.

Um artigo sobre a pesquisa, "Nanocubos Pd – Ir Core – Shell:um tipo de imitação de peroxidase altamente eficiente e versátil, "foi publicado online em 3 de setembro em ACS Nano . Além de Xia, os co-autores são alunos de pós-graduação Jingtuo Zhang, Jiabin Liu e Haihang Ye e a estudante de graduação Erin McKenzie da Michigan Tech; Moon J. Kim e Ning Lu, da Universidade do Texas em Dallas; e Ye Xu e Kushal Ghale da Louisiana State University. A equipe da LSU conduziu cálculos teóricos, e a equipe da UT Dallas contribuiu com imagens de microscopia eletrônica de alta resolução.

Peroxidase Mimic

Seu novo catalisador imita a ação de compostos bioquímicos semelhantes encontrados na natureza, chamadas peroxidases. “Em animais e plantas, essas peroxidases são importantes - por exemplo, eles se livram do peróxido de hidrogênio, que é prejudicial ao organismo, "disse Xia, professor assistente de química na Michigan Tech. Em medicina, as peroxidases tornaram-se ferramentas poderosas para acelerar reações químicas em testes de diagnóstico; uma peroxidase encontrada na raiz do rábano é comumente usada no teste PSA padrão.

Contudo, essas peroxidases naturais têm desvantagens. Eles podem ser difíceis de extrair e purificar. "E, eles são feitos de proteína, que não é muito estável, "Xia explicou." Em altas temperaturas, eles cozinham, como carne. "

"Além disso, sua eficiência é justa, "ele acrescentou." Queríamos desenvolver uma peroxidase mímica que fosse substancialmente mais eficiente do que a peroxidase natural, o que levaria a um teste de PSA mais sensível. "

Teste PSA cem vezes mais sensível

Seu novo catalisador, feito de cubos de paládio em nanoescala revestidos com algumas camadas de átomos de irídio, faz exatamente isso. Os testes de PSA conduzidos pela equipe de Xia usando o catalisador de paládio-irídio foram 110 vezes mais sensíveis do que os testes concluídos com a peroxidase convencional.

"Depois da cirurgia, é vital detectar uma pequena quantidade de antígeno da próstata, porque senão você pode obter um falso negativo e talvez atrasar o tratamento do câncer, "disse Xia." Nosso objetivo final é refinar ainda mais nosso sistema para uso em laboratórios de diagnóstico clínico. "

Xia espera que seu imitador de peroxidase algum dia salve vidas por meio da detecção precoce de câncer e outras doenças. Ele também planeja explorar outros aplicativos, incluindo como ela se compara à peroxidase de rábano em outras reações catalíticas:decomposição de resíduos industriais tóxicos, como fenóis, em substâncias inofensivas.

Finalmente, a equipe quer entender melhor por que seu catalisador de paládio-irídio funciona tão bem. "Sabemos que o revestimento de irídio é a chave, "Disse Xia." Achamos que torna a superfície pegajosa, para que os reagentes químicos se liguem melhor. "