Chorar faz bem à saúde: o uso de um nanobiossensor GFET com base em aptâmeros para detectar biomarcadores nas lágrimas humanas
A lágrima humana é um interessante meio para biossensores, pois contém uma multitude de biomarcadores de doenças, incluindo eletrólitos, metabólitos, enzimas e proteínas, que contém informações importantes sobre a saúde do indivíduo. A mudança de concentração anormal desses biomarcadores nas lágrimas pode indicar doenças como inflamações, síndrome do olho seco e até cânceres. Assim, a detecção específica desses elementos é de alto interesse para o diagnóstico precoce e contínuo de doenças e, consequentemente, o seu tratamento em estágio inicial.
Ademais, é necessário o uso de biossensores apropriados para detectar biomarcadores em lágrimas humanas. Desse modo, têm sido desenvolvidos diversos nanossensores baseados em afinidade com objetivo de detecção. Neles são utilizados ligantes de afinidade como anticorpos e aptâmeros para reconhecer as moléculas alvo e são implementados em várias plataformas de transdução, com sensores eletroquímicos, fluorescentes e transistores de efeito de campo (FET) baseado em nanomateriais como nanofios condutores, nanotubos de carbono e grafeno.
Aprofundando-se nos nanossensores de GFET (transistores de efeito de campo de grafeno) baseados em aptâmeros, seu benefício é encontrado nas claras vantagens dos aptâmeros, como a disponibilidade sintética e o pequeno tamanho molecular, e do grafeno, como a alta mobilidade de carreador, baixo ruído intrínseco e sensibilidade à distribuição de cargas da superfície. Dessa forma, sensores GFETs baseados em aptâmeros permitem uma detecção altamente específica e sensível de uma grande gama de analitos, incluindo íons, pequenas moléculas e proteínas usadas para diagnósticos clínicos.
Um problema encontrado nesses nanossensores, entretanto, é que por causa da alta força iônica e complexidade das lágrimas, estudos voltados para a detecção de biomarcadores nelas utilizando-os têm se limitado a lágrimas artificiais altamente diluídas. O problema do uso das lágrimas não diluídas e outros fluídos fisiológicos é também que moléculas não específicas podem se adsorver fortemente a superfície do grafeno e interferir na detecção dos biomarcadores, comprometendo a especificidade da medição e a sensibilidade. Assim, uma solução encontrada para resolver esse problema e possibilitar o uso de lágrimas não diluídas é a modificação da superfície do grafeno para aliviar a ligação não específica de interferentes, usando reagentes como BSA (albumina de soro bovino), Polissorbato 20 e PEG (polietileno glicol).
Por fim, é escolhido para a detecção e medição de biomarcadores em lágrimas humanas, neste artigo, um nanossensor GFET baseado em um aptâmero com a adição de PEG. O polietileno glicol é utilizado para proteger o nanossensor GFET, onde o canal de condução de grafeno é resguardado por uma nanocamada de PEG, cuja espessura é escolhida para efetivamente suprimir a adsorção de moléculas não específicas. Com essa melhora, resultados experimentais mostraram que foi possível a identificação e medição com maior acurácia do fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), uma citocina inflamatória, em lágrimas humanas. Para mais informações, veja as referências.
Fonte: WANG, Ziran et al. Towards detection of biomarkers in the eye using an aptamer-based graphene affinity nanobiosensor. Talanta, v. 250, p. 123697, 2022.
