Pesquisadores do Instituto de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ), em parceria com a Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), desenvolveram um biossensor eletroquímico inovador para a detecção precoce de doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer e o Parkinson. Com filamentos feitos a partir de ferramentas computacionais, que otimizam a sua elaboração digital e a impressão em 3D, o biossensor  indica a presença de substâncias associadas às doenças investigadas, podendo ter diversas aplicações na área biomédica. Futuramente, será testado pela equipe para o diagnóstico precoce de câncer de pulmão.

O desenvolvimento do biossensor faz parte da elaboração da tese de doutorado de Guilherme Sales da Rocha no Programa de Engenharia Química da Coppe/UFRJ. Contemplado pela FAPERJ por meio da bolsa Doutorado Nota 10, ele teve como orientadora a professora Helen Ferraz, coordenadora do Laboratório de Engenharia dos Fenômenos Interfaciais (Labefit), e como coorientador o professor João Victor Nicolini, do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ). 

O projeto de doutorado também é fruto da parceria científica entre o Laboratório de Engenharia de Fenômenos Interfaciais (Labefit/UFRJ) e o Laboratório do Grupo de Materiais Nanoestruturados Funcionais para Aplicações Biotecnológicas (Nano&UFRRJ/UFRRJ). Nos dois laboratórios, são desenvolvidos os filamentos condutores e, posteriormente, os sensores e biossensores eletroquímicos obtidos por impressão 3D. 

Como resultado do trabalho, os pesquisadores publicaram, em janeiro, um artigo na revista científica internacional Microchemical Journal, intitulado Label-free 3D-printed electrochemical (bio)sensors for detection of biomarkers in neurodegenerative disorders. O artigo é fruto da colaboração com as pesquisadores Iana Oliveira e Beatriz Bertin, da USP de São Carlos, com supervisão da professora Laís Canniatti Brazaca (Grupo BioMicS – Bioanalítica, Microfabricação e Separações). Assinam o trabalho Guilherme Sales da Rocha; Iana Vitoria de Souza Oliveira; Beatriz Bertin; Leonan dos Santos Rodrigues; Franccesca Fornasier; Andresa Viana Ramos; Gabrielle Gomes Fernandes da Rocha; João Victor Nicolini; Helen Conceição Ferraz; e Laís Canniatti Brazaca.

O estudo busca caminhos para a detecção precoce da Doença de Parkinson (indicada pela presença de dopamina, quando em níveis alterados) e da Doença de Alzheimer (indicada na análise da proteína clusterina). “Primeiro produzimos no laboratório os eletrodos, em formato de pêndulo, com a técnica de impressão em 3D. Imprimimos os eletrodos, que são compostos pelo material condutor (grafite), pelo biopolímero ácido polilático, e pelo óleo de rícino (agente plastificante). Depois, partimos para os testes eletroquímicos e eletroanalíticos. Então, analisamos as substâncias que queremos detectar e quantificar, que são os biomarcadores dessas duas doenças. Pela análise da quantidade de dopamina, detectamos o biomarcador relacionado à Doença de Parkinson. Já com o biomarcador clusterina, detectamos a progressão da doença de Alzheimer, tanto em amostras sintéticas como em soro comercial humano. Estudos clínicos indicam que a alteração plasmática está relacionada com a progressão desta doença”, resumiu Guilherme.

A orientadora do trabalho ressaltou a importância da construção coletiva do conhecimento e da formação de redes de pesquisa. “Nosso laboratório já tinha uma expertise de 20 anos em estudos voltados à detecção precoce do câncer de pulmão, mas a ideia de utilizar biossensores eletroquímicos para a detecção precoce de doenças neurodegenerativas surgiu neste trabalho do Guilherme. Para isso, contribuiu bastante o tempo que ele passou no estágio de mobilidade acadêmica na Universidade de São Paulo (USP São Carlos) e a colaboração com pesquisadores da UFRRJ”, contou Helen.

Ela destacou que o biossensor, em fase de desenvolvimento, terá como vantagem competitiva seu custo, bem acessível, e a portabilidade dos biossensores. “Poderemos imprimir em 3D um biossensor, em apenas três minutos, por 13 centavos de real”, disse Helen. “Esperamos que essa tecnologia contribua de fato para o diagnóstico precoce de doenças neurodegenerativas, que costuma esbarrar nas dificuldades de identificar os sintomas, que são sutis no estágio inicial, e no acesso limitado a testes avançados. Espero continuar me dedicando ao tema e aprofundar os estudos no pós-doutorado”, completou Rocha.

Em fevereiro, o grupo de pesquisa publicou outro estudo, também na revista científica internacional Microchemical Journal, intitulado Trends in Electrochemical Immunosensors for Lung Cancer Detection: A Bibliometric Review Analysis https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026265X26003784. Assinam o artigo Guilherme Sales da Rocha; Leonan dos Santos Rodrigues; Franccesca Fornasier; João Victor Nicolini; e Helen Conceição. O estudo de revisão analisou 121 artigos científicos com ferramentas de bibliometria para mapear o cenário atual das pesquisas sobre imunossensores eletroquímicos voltados à detecção precoce do câncer de pulmão, identificando avanços, lacunas de conhecimento e oportunidades estratégicas. Esse tipo de câncer é um dos mais comuns e letais do mundo, principalmente porque costuma ser diagnosticado tardiamente, quando as opções de tratamento são limitadas. Ao organizar o conhecimento existente e apontar direções futuras, o estudo contribui para orientar pesquisas, estimular colaborações científicas e acelerar o desenvolvimento de métodos mais eficazes de diagnóstico precoce na área de biossensores eletroquímicos, com impacto direto nas chances de sobrevivência dos pacientes.

Fonte: FAPERJ (Por: Débora Motta/Ascom Faperj)