Notícia

Esquerda Progressista

Diagnóstico precoce do câncer

Publicado em 22 junho 2017

De acordo com estimativas do Instituto Nacional do Câncer (INCA), o Brasil deverá ter 600 mil novos casos de câncer em 2016. Como o diagnóstico precoz é uma das principais armas na luta contra a doença, duas equipes de pesquisa de São Paulo desenvolveram um novo dispositivo Para detectar tumores em estágio inicial. Um grupo de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), em colaboração com o Barretos Cancer Hospital no interior do estado de São Paulo, criou um biossensor para detectar câncer de pâncreas. Outro grupo de pesquisadores, este do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Disseminação (RIDC) financiados pela FAPESP em Araraquara, desenvolveu um biossensor capaz de detectar tumores ovarianos Bem como a hepatite C, Outra doença prevalecente no Brasil. Ambos os dispositivos estão na fase de protótipo e estão aguardando aprovação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) para uso em hospitais, laboratórios de análises clínicas e escritórios de médicos.

Um biossensor é um dispositivo que incorpora um elemento de reconhecimento biológico, como uma enzima, anticorpo ou antígeno, usado para medir seletivamente substâncias específicas relacionadas ao câncer e outras doenças encontradas em amostras de sangue. Os dois grupos que trabalham de forma independente para investigar os biossensores gostariam de criar dispositivos portáteis - semelhantes aos medidores de glicose atuais utilizados para medir os níveis de glicose no sangue - para fazer uma leitura dos resultados do teste e indicar se o paciente tem ou não câncer ( ver infográfico ).

Um dos métodos mais conhecidos para o diagnóstico de câncer - já implementado em larga escala - é o teste ELISA, que é um exame de sangue com base na interação específica entre antígenos e anticorpos. Mas, ao contrário dos testes ELISA em que a detecção ocorre através do uso de reagentes e reações enzimáticas, os biossensores medem as interações moleculares entre antígenos e anticorpos sem necessidade de enzimas intermediárias. Embora demore 1,5 a 2 horas para obter resultados através de testes ELISA, os biossensores podem revelar resultados em apenas 30 minutos. Outra vantagem dos biossensores é que eles usam uma quarta parte da quantidade de sangue enquanto oferecem maior sensibilidade - a mais nova geração de biossensores são 1000 vezes mais sensíveis do que os testes ELISA.

"O objetivo do nosso trabalho é criar um método mais simples e menos dispendioso", explica o físico Andrey Soares, um candidato a doutorado no Grupo Bernhard Gross Polymer da IFSC, responsável pela criação do biodevice que detecta câncer de pâncreas. "A literatura científica inclui vários relatórios de biossensores que utilizam técnicas eletroquímicas ou ópticas para detectar câncer. A nossa é baseada em medições elétricas ". O estudo foi conduzido sob a direção do professor de IFSC Osvaldo Novais de Oliveira Junior, com participação de pesquisadores do Barretos Cancer Hospital. A análise dos dados coletados pelo biossensor empregou métodos computacionais de visualização desenvolvidos por Fernando Vieira Paulovich e Maria Cristina Ferreira de Oliveira, professores do Instituto de Ciências Matemáticas e Computação (ICMC) da USP São Carlos.

O dispositivo eletrônico desenvolvido na USP consiste em dois filmes finos: um que contém quitosano (um polissacarídeo removido da casca de um camarão) e concanavalina A (uma proteína extraída de sementes de feijão) e outra que possui uma camada ativa de anticorpos que Pode detectar o antígeno CA19-9. As concentrações elevadas deste antígeno são encontradas em indivíduos que sofrem de câncer de pâncreas. Esses dois filmes de escala nanométrica descansam em um eletrodo (material que conduz eletricidade) impresso em uma tira, semelhante ao tipo usado em testes rápidos de índice glicêmico. "Ao colocar uma amostra do sangue do paciente no biossensor, podemos ver que ele interage com a camada ativa de anticorpos, gerando um sinal elétrico que nos permite determinar se há uma quantidade excessiva de CA19-9 no material coletado, "Diz Soares.

Oliveira explica que um dos principais desafios na produção de um biossensor é preservar a função das biomoléculas que servem como elementos ativos do dispositivo. Para fazer isso, pesquisadores empregam matrizes de materiais que ajudam a preservar a atividade das biomoléculas. "Em nosso biocaptador, o papel da matriz é desempenhado pela quitosana e concanavalina A, dois materiais de baixo custo que podem ser obtidos a partir de fontes naturais. A Concanavalina A interage com a quitosana, formando um filme fino e estável na superfície do eletrodo ", diz o físico Oliveira, presidente eleito da Sociedade Brasileira de Pesquisa de Materiais (SBPMat) em janeiro de 2016." A estabilidade é importante para imobilizar mecanicamente a camada ativa , Permitindo-nos a criação de dispositivos que obtenham alta sensibilidade e seletividade. "O estudo é financiado pela FAPESP em parceria com o Barretos Cancer Hospital. "Até agora, nossos testes foram realizados usando células cancerosas produzidas no laboratório. O próximo passo será realizar testes que utilizem amostras reais de sangue do paciente ", diz Andrey Soares, acrescentando que o número necessário de amostras de pacientes ainda não foi determinado.

No CDMF, localizado no Instituto de Química da Universidade Estadual de São Paulo em Araraquara (IQ-Unesp), a pesquisa para o desenvolvimento de um biossensor para detectar câncer de ovário e hepatite C foi liderada pela professora Maria Aparecida Zaghete Bertochi, com colaboração de mestrado Candidato João Paulo de Campos da Costa e dois doutorandos: Gisane Gasparotto e Glenda Biasotto. O professor Paulo Inácio da Costa na Escola de Ciências Farmacêuticas da Unesp e a pesquisadora Talita Mazon, do Centro Renato Archer para Tecnologia da Informação (CTI), também contribuíram para o estudo.

O biossensor possui uma arquitetura semelhante ao dispositivo USP: uma camada ativa de biomoléculas, uma matriz estabilizadora - neste caso, que consiste em cistamina e glutaraldeído - e um eletrodo sensor, responsável pela conversão do sinal gerado pela interação química entre o Biomoléculas e marcadores das doenças alvo em um sinal elétrico. "Nosso biossensor é um dispositivo analítico que converte a resposta imunoquímica, bioquímica ou biológica em um sinal mensurável. É descartável e o método de medição eletroquímica que ele usa resulta em diagnósticos menos dispendiosos em comparação com os sistemas atuais ", explica o engenheiro elétrico Campos da Costa. O biossensor agora produz resultados em uma hora, mas os pesquisadores estão trabalhando em modificações que reduzirão esse tempo de resposta para 10 minutos. O ELISA e outros testes atuais utilizados para detectar hepatite confirmam um resultado positivo com base na presença de proteínas de vírus. No geral, eles levam mais de duas horas.

Por enquanto, o biossensor é capaz de fornecer diagnósticos individuais de câncer de ovário e hepatite C - em outras palavras, eles diagnosticam uma doença por vez. O objetivo é aperfeiçoar o dispositivo para que mais doenças possam ser detectadas ao mesmo tempo. No caso do câncer de ovário, o dispositivo permite a detecção de uma glicoproteína de alto peso molecular conhecida como CA 125, que está associada ao aparecimento deste câncer específico. Estudos indicam que 90% das mulheres que apresentam concentrações elevadas desta glicoproteína no sangue continuam a desenvolver a doença. "Um anticorpo monoclonal foi anexado à superfície do eletrodo sensor, de modo que, na presença do antígeno CA 125, ele se ligaria especificamente a essa glicoproteína e causaria interferência na corrente elétrica do dispositivo", explica Campos da Costa.

Para diagnosticar as infecções virais associadas à Hepatite C, o mesmo sensor permite a detecção de anticorpos específicos para uma proteína encontrada no vírus. "Se a proteína específica estiver presente no sangue, a ligação entre ela e o anticorpo incubado no eletrodo produz um sinal que altera o potencial elétrico do eletrodo. Uma aplicação informática interpreta esse sinal e o diagnóstico é feito ", diz o pesquisador da Unesp. O Ministério da Saúde estima que 1,4 a 1,7 milhão de pessoas no Brasil podem ter entrado em contato com o vírus que causa hepatite C e uma parcela desse contingente realmente desenvolverá a infecção crônica.

Os pesquisadores da Unesp procuram em breve apresentar um pedido de patente para o biodeviador com o Instituto Brasileiro da Propriedade Industrial (INPI). O projeto para desenvolver equipamentos portáteis para leituras de biossens já está em andamento em cooperação com a divisão de Processamento de Sinal e Instrumentação no âmbito do Programa de Engenharia Elétrica de Pós-Graduação da USP São Carlos. Quando tudo está pronto, pesquisadores da Unesp estão pensando em criar uma empresa para fabricar e vender o dispositivo.

De acordo com Emanuel Carrilho, professor do Instituto de Química da USP São Carlos e membro do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Bioanáltica (INCT Bio), tem sido um foco forte nos últimos anos em uma linha de pesquisa sobre desenvolvimento de biossensores Para detectar câncer. "O maior desafio de hoje é identificar as moléculas que indicam câncer em estágio inicial", diz Carrilho. "Uma vez que realmente temos esses biomarcadores preditivos, os biocombustíveis serão ferramentas importantes para o diagnóstico precoce da doença".