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 de grafeno e pode detectar as principais proteínas do vírus.

Segundo explicam estes investigadores, liderados por José Ángel Martín Gago, do Instituto de Ciências dos Materiais de Madrid (ICMM), ligado ao CSIC, os biossensores baseados em transístores de grafeno “tornaram-se uma ferramenta promissora para a deteção de uma vasta gama de moléculas (analitos) “. Até agora seu desempenho não tem sido tão eficiente quanto o necessário, mas o que foi alcançado na nova pesquisa levou a uma nova solução: “Usamos um método físico controlado, baseado em tecnologias de vácuo, para a funcionalização covalente do grafeno com um pequeno 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”, diz Irene Palacio, também da ICMM e co-autor do estudo.

“O aptasensor mostrou 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 o investigador. Os resultados do estudo levaram a um biossensor que não é apenas altamente sensível e estável, mas também fornece resultados em minutos, pode ser reutilizado e é barato.

O biossensor, montado e pronto para uso. (Foto: Ângela 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 importância clínica, uma vez que 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 em todo o mundo vivem com HCV e que aproximadamente quatro milhões de novas infecções ocorrem 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 a diferentes tipos de patógenos, como outros vírus com genomas de RNA ou DNA, bactérias, fungos ou parasitas”.

Para criar o dispositivo, três áreas de pesquisa complementares 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 caracterizados funcionalmente.

Paralelamente, no ICMM, foi desenvolvido um protocolo para a funcionalização covalente do grafeno, que se caracteriza pela sua elevada estabilidade e pela manutenção das 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 efeito de campo de grafeno (sgfet)”, defende Palacio. “Sua característica principal e inovadora é a alta estabilidade, reprodutibilidade e sensibilidade da medida, capaz de detectar baixíssimas concentrações da proteína central do HCV”, continua o pesquisador, que se une a Briones ao enfatizar a “ampla aplicabilidade” de sua invenção em nas áreas de biotecnologia e biomedicina. Por todas essas razões, os autores estão abertos a colaborações com outros grupos de pesquisa fundamental 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 registrada. (Fonte: CIMM/CSIC)