Desenvolvimento de insumos bioluminescentes para imunoensaios, análises ambientais e bioimagem

Resumo

A bioluminescência, a emissão de luz fria e visível por reações luciferina-luciferase de certos organismos, tem sido utilizada a várias décadas para finalidades bioanalíticas em pesquisa científica, análises médicas, industriais e ambientais. Enzimas luciferases de vagalumes e seus genes são empregadas como reagentes luminescentes em kits, sondas bioluminescentes para marcação celular, biossensores, para avaliar a qualidade de águas, a contaminação microbiológica de alimentos, bebidas e outros produtos industriais, diagnósticos de doenças, e para prospecção de drogas antivirais, antibacterianas e anticancerígenas pela indústria farmacêutica e cosméticos. Em geral, estas aplicações utilizam produtos e tecnologias importados. O Laboratório de Bioquímica e Tecnologias Bioluminescentes da UFSCAR tem se destacado no estudo bioquímico da bioluminescência de artrópodes, especialmente a estrutura e função de luciferases clonadas a partir de besouros bioluminescentes de biomas brasileiros, tendo identificado os determinantes estruturais dos espectros de bioluminescência, sensibilidade ao pH e metais e sua evolução molecular. A partir dos conhecimentos gerados com estas enzimas, estamos agora desenvolvendo luciferases com propriedades de emissão de luz otimizadas (eficiência catalítica, cinética de emissão, espectros de bioluminescência e sensibilidade a pH e metais) para finalidades de uso como reagentes, como biossensores intracelulares de pH e proteínas sensoras de metais pesados, como genes repórter para bioimagem, e mais recentemente imunoensaios bioluminescentes, inclusive com aplicação em diagnóstico para SARS-Covid-2. Neste projeto planejamos continuar a desenvolver luciferases mais sensíveis ao cádmio e mercúrio e biossensores bioluminescentes miniaturizados para campo baseado em tecnologia de smartphones, construir novos anticorpos secundários para imunoensaios bioluminescentes miniaturizados, e desenvolver genes repórter mais eficientes e deslocados para o vermelho distante para finalidades de marcação de células de mamíferos e bioimagem de processos biológicos e patológicos por bioluminescência em pesquisa biomédica. (AU)