RADEs-MIP-CaP: desenvolvimento de dispositivos de análise rápida para monitoramento de PSA e sarcosina, biomarcadores de Câncer de Próstata (CaP) empregando polímeros biomiméticos baseados na tecnologia de impressão molecular

• Processo: 22/03553-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor
• Beneficiário: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ademar Wong ; Sabir khan ; Sérgio Luis Felisbino
• Assunto(s): Neoplasias da próstata Polímeros molecularmente impressos Sarcosina Sensores químicos Sensores Fluorescência Antígeno prostático específico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Câncer de Próstata | Dispositivos de Fluxo Lateral | polímeros molecularmente impressos | Psa | Sarcosina | Sensores Químicos | Sensores e Fluorescencia

Resumo

Neste projeto se propõe desenvolver dispositivos sensores e de fluxo lateral para determinação de PSA (KLK3, kallikrein-related peptidase 3) e sarcosina. Para desenvolver os dispositivos, polímeros molecularmente impressos (MIP) serão empregados em substituição aos sistemas biológicos, pois fazem parte de uma das classes de materiais poliméricos aplicados na identificação e pré-concentração de diferentes tipos de moléculas com alta seletividade. Os MIP têm sido aplicados em diferentes áreas do conhecimento e mais recentemente na substituição de materiais biológicos, em imunoensaios e imunossensores biomiméticos. Para a detecção de sarcosina em amostras de urina artificial, será desenvolvido um sensor óptico fluorescente recobrindo a superfície de um tip de fibras ópticas inicialmente com quantum-dots (QD), e a seguir, será polimerizado in situ o polímero impresso a través da técnica RAFT ou precipitação. A sarcosina não apresenta fluorescência e conforme aumente sua concentração na amostra espera-se um quentching (extinção) da fluorescência emitida pelos QD e desta forma, pretende-se identificar o biomarcador em quantidades na ordem de ng/L visando diagnóstico precoce. Adicionalmente, o novo material será sintetizado, otimizado e avaliado, em seu desempenho, tanto de forma convencional (apenas o MIP) como no formato core@shell, tendo como núcleo os quantum-dots (QD). Em relação a determinação de KLK3, comumente conhecido como PSA (prostate specific antigen) serão desenvolvidos dispositivos de fluxo lateral (LF) visando rapidez na obtenção dos resultados, alta seletividade e estabilidade, baixo custo e fácil manuseio. Estes são sistemas de análise inspirados em testes do tipo Point of Care Tests (POCT), ou seja, para uso em qualquer local; sem a obrigatoriedade de estar em um laboratório. Deste modo, os ensaios de LF estarão baseados em fitas de nitrocelulose modificadas com MIP híbridos do tipo core@shell, com núcleo de sílica, em substituição aos anticorpos específicos à KLK3. Para tal tanto, o MIP, assim como as fitas de LF, deverão ser otimizados. Uma vez que a síntese de polímeros impressos, realmente seletivos para macromoléculas, não é uma tarefa trivial, neste projeto deverão ser usados os métodos computacionais quânticos e clássicos da teoria do funcional da densidade pautada no formalismo de Kohn-Sham (KS) e, a Dinâmica Molecular e modelagem molecular através do uso de Docking Molecular. Os cálculos serão feitos através do software gratuito ORCA a qual possui a DFT e o GROMACS instalado para os cálculos clássicos. Estes estudos, permitirão obter materiais realmente seletivos, para o desenvolvimento experimental dos materiais.Uma vez que o testes dos materiais e dispositivos em amostras reais é essencial para verificar a viabilidade do projeto proposto, inicialmente deverão ser analisadas amostras de urina, soro e esperma sintéticos, também serão colocados em contato com extratos de meios de cultura ou de lisados de linhagens celulares prostáticas normais (PNT-2) e tumorais (LNCaP, PC-3 e DU145) para avaliar a eficiência dos materiais em relação à adsorção dos analitos (sarcosina e KLK3) e seletividade, e para tal a participação do docente colaborador é essencial, pois tem expertise na área deste tipo de câncer. Assim mesmo, após aprovação deste projeto, iniciaremos as tramitações para a obtenção da aprovação pelo Comitê de Ética Médica para a utilização de amostras de urina e/ou esperma de pacientes, do Hospital das Clínicas de Botucatu, já diagnosticados com CaP e de pacientes com diagnóstico negativos à doença. Entretanto, ressaltamos que o projeto aqui proposto pode ser desenvolvido mesmo sem a etapa que envolva os pacientes, utilizando apenas as linhagens celulares tumorais humanas, sem prejuízo dos resultados obtidos, uma vez que esta área de pesquisa ainda é nova e se encontra em franco crescimento, e possui sem dúvida nenhuma alto potencial tecnológico na área de biotecnologia. (AU)