Um novo biossensor baseado em grafeno permite a detecção ultrassensível do vírus da hepatite C.

Uma equipe internacional, com a participação do Conselho Superior de Pesquisa Científica (CSIC) da Espanha, conseguiu construir e validar um novo biossensor para a detecção ultrassensível do vírus da hepatite C (HCV). Este dispositivo é baseado em transistores com grafeno e permite detectar proteínas-chave do vírus.

Segundo explicam estes investigadores, liderados por José Ángel Martín Gago, do Instituto de Ciência dos Materiais de Madrid (ICMM), ligado ao CSIC, os biossensores baseados em transístores de grafeno “tornaram-se uma ferramenta promissora para detectar uma vasta gama de moléculas (analitos)”. Até agora, seu desempenho não era tão eficiente quanto o necessário, mas o que foi alcançado na nova pesquisa levou a uma solução inovadora: “usamos um método físico controlado, baseado em tecnologias de vácuo, para a funcionalização covalente do grafeno com uma pequena molécula que se liga à molécula sonda (neste caso, um aptâmero) permitindo a detecção do analito desejado. Dessa forma, conseguimos construir aptassensores ultrassensíveis capazes de detectar uma proteína chave do HCV”, explica Irene Palacio, também do ICMM e coautor do estudo. .

“O aptasensor demonstrou ter uma sensibilidade extremamente elevada para a deteção desta proteína no plasma sanguíneo humano, que pertence aos genótipos 1 a 4 do vírus, nos quais se agrupam 95% das infeções”, prossegue a investigadora. Os resultados do estudo levaram a um biossensor que não só é altamente sensível e estável, mas também fornece resultados em poucos minutos, pode ser reutilizado e tem baixo custo.

O biossensor, montado e pronto para uso. (Imagem: Ángela R. Bonachera/ICMM/CSIC)

Carlos Briones, do Centro de Astrobiologia (CAB), explica que a deteção deste vírus é essencial: “é um agente patogénico de grande relevância clínica, pois é a principal causa da hepatite C crónica e um dos principais desencadeadores do cancro Em termos de prevalência, estima-se que aproximadamente 100 milhões de pessoas no mundo vivam com HCV e cerca de quatro milhões de novas infecções ocorram a cada ano.”

Nesse contexto, o aptasensor desenvolvido “detecta especificamente a proteína do HCV chamada core, que, entre outras funções, é responsável pela formação do capsídeo do vírus”, aponta Briones, lembrando que, além disso, essa tecnologia recentemente desenvolvida “pode ser estendida para diferentes tipos de patógenos, como outros vírus com genomas de RNA ou DNA, bactérias, fungos ou parasitas”.

Para chegar ao dispositivo, três linhas complementares de pesquisa foram desenvolvidas e combinadas: biologia molecular, nanotecnologia e microeletrônica. Por um lado, no Centro de Astrobiologia, aptâmeros de DNA com alta afinidade e especificidade contra a proteína central do vírus da hepatite C foram obtidos por evolução in vitro e foram caracterizados funcionalmente.

Paralelamente, no ICMM foi desenvolvido um protocolo para a funcionalização covalente do grafeno, que se caracteriza por ser altamente estável e manter as propriedades únicas deste material. Finalmente, no Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia (INL) em Braga (Portugal), foram construídas plataformas de biossensores baseadas em transistores sgfet de grafeno. Além disso, o estudo foi complementado pelo Instituto de Física (Academia Tcheca de Ciências) com um desenvolvimento teórico que explica o mecanismo de detecção do sensor.

“Nossa tecnologia aproveita essas linhas de pesquisa de forma sinérgica, permitindo desenvolver um dispositivo aptasensor de grafeno de efeito de campo (sgfet)”, defende Palacio. “Sua característica principal e inovadora é a alta estabilidade, reprodutibilidade e sensibilidade da medida, capaz de detectar baixíssimas concentrações da proteína core do HCV”, continua a pesquisadora, que concorda com Briones ao destacar a “grande aplicabilidade” de sua invenção em nas áreas de biotecnologia e biomedicina. Por tudo isso, os autores estão abertos a colaborações com outros grupos de pesquisa básica ou clínica, bem como com o setor privado interessado em licenciar e explorar a patente.

Os resultados dessa pesquisa acabam de ser publicados na revista acadêmica Biosensors and Bioelectronics e a patente internacional da invenção já foi solicitada. (Fonte: ICMM/CSIC)