Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Universidade de Manchester desenvolveu um novo sistema de teste baseado em grafeno para anticorpos relacionados a doenças, inicialmente visando uma doença renal chamada Nefropatia Membranosa.

O novo instrumento, com base no princípio de uma microbalança de cristal de quartzo (QCM) combinada com uma biointerface à base de grafeno, oferece um barato, velozes, alternativa simples e sensível aos testes de anticorpos atualmente disponíveis.

"Nossa pesquisa tem o potencial de tornar o teste de anticorpos para várias doenças mais amplamente disponível, no ponto de atendimento, como clínicas de GP ou lares de idosos, em vez de apenas em centros de testes especializados, "disse o Dr. Aravind Vijayaraghavan, da Universidade de Manchester, quem é o investigador principal neste projeto.

A equipe de pesquisadores colaborativos de toda a Universidade de Manchester, incluindo, o Departamento de Materiais, Instituto Nacional de Grafeno e Faculdade de Biologia, Medicina e Saúde publicaram os resultados hoje em dois artigos de acesso aberto nas revistas Sensores ACS e Carbono .

Os pesquisadores primeiro estudaram como as biomoléculas, como proteínas e lipídios, adsorver na superfície de diferentes tipos de materiais de grafeno, como óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido, que são caracterizados por diferentes graus de modificação química do material de grafeno original.

Com base neste estudo, eles desenvolveram um método para formar uma camada à base de proteína no grafeno, que pode então ser funcionalizada com moléculas receptoras específicas para anticorpos. Esses receptores garantem que apenas o anticorpo-alvo se ligará à superfície de grafeno, e nada mais.

Enquanto esta biointerface de grafeno estava sendo desenvolvida usando um sistema comercial de microbalança de cristal de quartzo, os autores perceberam que, para se tornar um sistema de teste de anticorpos amplamente acessível, um instrumento de leitura alternativo era essencial.

De acordo com o Dr. Daniel Melendrez, um Pesquisador Associado da Universidade de Manchester, "Um sistema QCM comercial pode custar mais de £ 50, 000 e não pode ser amplamente disponibilizado no local de atendimento. Então, desenvolvemos um sistema QCM personalizado com base em uma solução de código aberto, usando todas as peças impressas 3-D e circuitos eletrônicos de nosso próprio projeto, que custa 100 vezes menos que o sistema comercial. Usando nosso instrumento compacto e barato, um técnico de saúde pode simplesmente colocar uma pequena gota de amostra para ser testada no chip revestido de grafeno, e o resultado do teste será exibido em até 10 minutos. "

Além disso, apesar de ser um teste simples e rápido, este sistema também é quantitativo, o que significa que pode medir a concentração de anticorpos na amostra de um paciente. Esta informação pode ser usada para determinar a gravidade da doença, há quanto tempo o paciente tem a doença e se o paciente desenvolveu imunidade por ter contraído a doença ou por ter sido vacinado.

Olhando para a frente, a equipe de pesquisa está planejando desenvolver seu teste para uma ampla gama de doenças auto-imunes, onde o sistema imunológico ataca os próprios tecidos do corpo, por exemplo, doença celíaca. O sistema também pode ser adaptado para testar anticorpos contra proteínas estranhas ou infecções virais, como COVID-19. "Devido ao barato, velozes, natureza simples e sensível do nosso teste, acreditamos que é ideal para implantação em grande escala em resposta a pandemias no Reino Unido e em outros lugares. Em particular, o sistema ofereceria um impulso significativo para testar a capacidade em países de baixa e média renda e locais remotos, "diz o Dr. Vijayaraghavan.