O monitoramento dos níveis de glicose é um dos elementos-chave no monitoramento da saúde. Uma equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia, Berkeley, desenvolveu agora um nanosensor fluorescente independente de bateria baseado em nanotubos de carbono de parede única e uma forma inativa da enzima glicose oxidase (GOx).



Como a enzima não está em sua forma ativa, o analito não é consumido durante a medição, e a bioimagem contínua, reversível e não invasiva dos níveis de glicose em fluidos e tecidos corporais é possível, relata a equipe na revista Angewandte. Edição Internacional Chemie .

Os níveis de glicose no sangue são normalmente medidos usando sensores eletroquímicos baseados em GOx. No entanto, estes sensores produzem peróxido de hidrogénio tóxico como subproduto e, além disso, requerem circuitos elétricos e baterias volumosos, dificultando a preparação de dispositivos implantáveis ​​para medição contínua.

Os minúsculos SWCNTs, por outro lado, podem ser integrados aos tecidos e fornecer informações de bioimagem:quando excitados pela luz, os SWCNTs produzem um sinal de fluorescência no infravermelho próximo que viaja através do tecido e pode ser facilmente registrado usando técnicas de bioimagem não invasivas.

Infelizmente, fabricar nanosensores SWCNT baseados em GOx é difícil porque a tecnologia mais eficaz para carregar moléculas em SWCNTs – sonicação – inativa essencialmente as moléculas GOx.

Agora, Markita P. Landry e sua equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia, Berkeley, refutaram a suposição de que os sensores baseados em GOx requerem GOx ativo para uma detecção bem-sucedida de glicose. Usando sonicação, eles prepararam sensores SWCNT carregados com GOx que detectaram glicose de maneira confiável, seletiva e sensível, conforme demonstrado para medições de glicose em soro, plasma e fatias de cérebro de camundongo.

Os pesquisadores explicaram esta descoberta surpreendente pela capacidade da enzima GOx inativa de se ligar à glicose sem convertê-la. A ligação por si só foi suficiente para modular o sinal de fluorescência. Para ser completamente independente da atividade GOx, os pesquisadores também construíram uma enzima GOx que ainda não possuía o grupo reativo para conversão de glicose. O sensor apo-GOx-SWCNT resultante detectou glicose em fluidos corporais e fatias de cérebro de camundongos de forma tão confiável quanto o conjugado original de SWCNT e GOx natural.

Os pesquisadores destacam que o uso de moléculas inativas de GOx apresenta grandes vantagens. Por exemplo, o processo de fabricação dos nanosensores GOx-SWCNT pode ser simplificado usando a sonicação como uma etapa de preparação eficaz. Além disso, como o analito não é consumido pela reação enzimática, nenhum subproduto tóxico é produzido e as medições são intrinsecamente reversíveis, permitindo o monitoramento contínuo e não invasivo da glicose nos fluidos teciduais.

Mais informações: Shoichi Nishitani et al, Engineered Glucose Oxidase-Carbon Nanotube Conjugates for Tissue-Translatable Glucose Nanosensors, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202311476
Informações do diário: Angewandte Chemie Edição Internacional

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