Conseguir diagnosticar a doença de Parkinson em fase inicial permite o tratamento e a redução dos impactos da doença neurodegenerativa. Assim, pesquisadores das universidades Estadual de Campinas (Unicamp) e Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram um sensor eletroquímico que detecta a condição em diferentes estágios.
Feito em impressora 3D comum, o dispositivo pode antecipar o diagnóstico, permitindo o tratamento precoce. Além de funcionar como modelo para a identificação de outras doenças, de acordo com artigo publicado na revista Sensors and Actuators B: Chemical.
“O sensor indica rapidamente a concentração da proteína PARK7/DJ-1 no plasma sanguíneo humano e em fluido cerebrospinal sintético. A molécula está relacionada à doença de Parkinson em níveis abaixo de 40 microgramas por litro [40 μg/L]”, explica Cristiane Kalinke, pós-doutoranda no Instituto de Química da Unicamp, pesquisadora visitante na Universidade Metropolitana de Manchester, do Reino Unido, e primeira autora do artigo.
Para construir o sensor, os pesquisadores utilizaram um filamento comercial composto basicamente por ácido polilático (polímero biodegradável conhecido pela sigla em inglês PLA) associado a um material condutor (grafeno) e outros aditivos. A equipe imprimiu três eletrodos em plástico com tecnologia 3D e passaram por um tratamento químico que os tornou ainda mais condutores e estimulou em suas superfícies a formação de grupos funcionais (carboxílicos), que se ligam com anticorpos.
Dessa forma, o processo de ativação envolveu remover a superfície polimérica isolante dos eletrodos pela imersão em hidróxido de sódio (NaOH) e a aplicação de um potencial elétrico (positivo e negativo). Em seguida, é promovida a reação específica entre os anticorpos e a proteína PARK7/DJ-1 para fornecer o diagnóstico.
Os estudos contaram com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). “Dificilmente um paciente vai a uma consulta médica em busca de um exame de rotina para detectar Parkinson em estágio inicial – quando há suspeita, provavelmente sintomas físicos e comportamentais já se manifestaram e a doença já está bem estabelecida”, afirma Juliano Alves Bonacin, professor do Departamento de Química Inorgânica do Instituto de Química da Unicamp (IQ-Unicamp) e supervisor do estudo.
Prova de conceito
De acordo com os pesquisadores, um ponto importante do estudo é funcionar como prova de conceito ao demonstrar a versatilidade desse tipo de impressão como plataforma para a imobilização de biomoléculas.
“Conseguimos imprimir todos os componentes de uma célula eletroquímica em uma impressora 3D, usando apenas um polímero como material condutor”, afirma Kalinke. “Nesse trabalho específico os materiais eram comerciais, ou seja, foram adquiridos prontos, mas, aos poucos, estamos desenvolvendo novos filamentos para impressão 3D em nosso laboratório também”.
Segundo os autores, a plataforma abre portas para o diagnóstico de outras doenças – no caso da proteína PARK7/DJ-1 especificamente, além de problemas neurológicos, há relação com diabetes tipo 2, infertilidade e alguns tipos de câncer. Mas o objetivo é expandir o uso para outros biomarcadores. Neste momento, Kalinke trabalha na fabricação de um sensor para o diagnóstico de febre amarela.
Além disso, o estudo contou com a colaboração de Craig E. Banks, professor da Faculdade de Ciência e Engenharia da Universidade Metropolitana de Manchester, do professor Bruno Campos Janegitz e do pesquisador Paulo Roberto de Oliveira, ambos da UFSCar – Campus Araras.