Nanotecnologia

Biochip eletrônico faz diagnóstico automático de doenças

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/04/2008

Biochip eletrônico faz diagnóstico automático de doenças
[Imagem: Christoph Wälti/Leeds]

Em um futuro cada vez mais próximo, você não precisará sair de uma consulta médica com um pedido de exames - devendo ir apenas no dia seguinte ao laboratório, retornar para pegar os exames vários dias depois e só então voltar ao médico para tentar obter um diagnóstico.

Funcionamento dos biochips

Graças aos biochips, minúsculos microlaboratórios fabricados com a mesma tecnologia com que são feitos os microprocessadores de computador, o exame poderá ser feito no próprio consultório médico, dando resultados imediatos.

Os biochips são capazes de identificar as doenças rastreando proteínas específicas em fluídos corporais, como sangue, urina ou saliva. Como eles são minúsculos, uma única gota de sangue é suficiente para o exame. Isso deverá também facilitar a execução de exames em recém-nascidos, para os quais retirar a quantidade de sangue necessária para os exames atuais é muitas vezes traumático.

Microcanais e proteínas

A maioria dos biochips desenvolvidos até hoje é baseada em microcanais construídos em lâminas de vidro ou silício. O sangue é bombeado através desses microcanais, em cada um dos quais ele se depara com reagentes específicos para diversas proteínas. Isso permite que um mesmo microchip detecte vários tipos de doenças em um único exame.

Eletrodos de computador

Agora, a equipe do Dr. Christoph Wälti, da universidade inglesa de Leeds, adotou um enfoque diferente, muito mais parecido com os próprios chips de computador. Em vez de lâminas de vidro, ele utilizou uma malha de eletrodos, parecida com os pinos de um microprocessador, só que muito miniaturizados.

O protótipo apresentado pelos cientistas é muito menor do que os microlaboratórios já disponíveis, com espaçamentos entre os eletrodos de apenas 10 micrômetros. Com a vantagem de que, sendo construído diretamente com as técnicas da eletrônica mais moderna, quando for fabricado em larga escala ele poderá ter essas dimensões reduzidas para a casa dos nanômetros.

Sensores e anticorpos

Além da miniaturização, o novo biochip tem outra vantagem importante, que resolve um problema que tem atrapalhado a chegada dos biochips aos consultórios médicos: a precisão.

As técnicas convencionais de detecção das doenças utilizam sensores que nada mais são do que anticorpos, que funcionam como receptores para as proteínas indicativas de doenças que estão sendo procuradas. Esses anticorpos não são muito estáveis quando são conectados aos sensores. Isso significa que eles tendem a perder rapidamente sua especificidade, fazendo com que o biochip não seja mais capaz de identificar corretamente aquela doença.

Anticorpo artificial

Para resolver esse problema, o Dr. Paul Ko Ferrigno, outro membro da equipe, criou um anticorpo artificial extremamente robusto, chamado peptídio aptâmero. Ele é tão estável que pode ser grudado nos eletrodos do novo biochip e manter sua capacidade de se ligar a proteínas-alvo específicas.

Cada eletrodo do biochip recebe seu próprio peptídio aptâmero. Quando uma proteína se liga a ele, um sinal eletrônico é gerado no eletrodo e enviado para a central de processamento do biochip, que "acende a luz" indicativa da doença específica que aquela proteína indica.

Fácil leitura dos resultados

A nova técnica é muito mais prática do que as anteriores, que utilizam marcadores fluorescentes nas proteínas da amostra que está sendo analisada. Para ler os resultados, é necessária uma análise óptica para a detecção das tintas fluorescentes. Esse processo também pode ser automatizado, mas representa um equipamento adicional no consultório médico.

"Utilizar a tecnologia dos semicondutores oferece vantangens gigantescas," diz o professor Giles Davies. "Embora os sistemas convencionais freqüentemente usem uma tecnologia similar à encontrada nas impressoras jatos de tinta para construir os biochips, eles se deparam com problemas quando se trata de procurar por um grande número de proteínas em uma pequena amostra."

"Nossa invenção resolve esse problema oferecendo um grande número de sensores em uma pequena área, uma análise eletrônica efetiva e uma molécula-sensor muito robusta para identificar as proteínas-alvo," conclui ele.

Bibliografia:

Electrical protein detection in cell lysates using high density peptide-aptamer microarrays
David Evans, Steven Johnson, Sophie Laurenson, A Giles Davies, Paul Ko Ferrigno, Christoph Wälti
Journal of Biology
Vol.: 7:3, 2008
DOI: 10.1186/jbiol62
http://jbiol.com/content/7/1/3
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