Desenvolvimento de nanossensores bioconjugados plasmônicos para a detecção de antibióticos e pesticidas

• Processo: 25/16202-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2026
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Wanius José Garcia da Silva
• Beneficiário: Wanius José Garcia da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Santo André
• Pesquisadores associados: Claudener Souza Teixeira ; Fábio Márcio Squina ; João Renato Carvalho Muniz
• Bolsa(s) vinculada(s): 26/11797-7 - Purificação, caracterização e nano-imobilização de esterases bacterianas com potencial para a degradação de pesticidas, BP.TT
• Assunto(s): Biotecnologia Antibióticos Agrotóxicos Lectinas Esterases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antibióticos | bioconjugados | Esterases | Lectinas | nanossensor | Pesticidas | Biotecnologia

Resumo

A crescente presença de antibióticos e pesticidas no meio ambiente representa uma séria ameaça à saúde dos ecossistemas e, consequentemente, à saúde humana. Os antibióticos, provenientes do descarte inadequado, contribuem para o surgimento e a disseminação de bactérias resistentes. Por outro lado, os pesticidas, utilizados na agricultura, contaminam solos e corpos d'água, afetando a biodiversidade e gerando impactos tóxicos. Essa contaminação dupla exige atenção urgente e estratégias eficazes para mitigar seus efeitos nocivos. Neste contexto, a detecção e o monitoramento precisos de antibióticos e pesticidas no meio ambiente são indispensáveis. Lectinas vegetais têm mostrado interações bem documentadas com antibióticos aminoglicosídeos, por exemplo, gentamicina e neomicina. Ao passo que, as esterases hidrolisam ligações ésteres e são essenciais na desintoxicação de pesticidas que contêm essas ligações. A nano-imobilização de proteínas em nanopartículas (NPs) é uma área de pesquisa promissora, que tem se expandido rapidamente nos últimos anos. As NPs funcionam como uma plataforma que confere maior estabilidade e possibilita a utilização dos bioconjugados em áreas como nanossensores, diagnóstico e terapias direcionadas. Este projeto de pesquisa visa realizar a nano-imobilização de lectinas e esterases em NPs a base de prata com o objetivo de desenvolver nanossensores capazes de detectar, de forma rápida e sensível, antibióticos e pesticidas, respectivamente. Três lectinas (Canavalia ensiformis, Dioclea violacea e Vatairea macrocarpa) e três esterases bacterianas (Hydrogenobacter thermophilus, Acetivibrio thermocellus e Thermotogaceae bacterium) serão purificadas para subsequentes nano-imobilizações. Com o intuito de elucidar os mecanismos de interação as estruturas cristalográficas lectina/antibiótico e esterase/pesticida serão determinadas. Após a nano-imobilização das proteínas, as NPs bioconjugadas serão caraterizadas química e morfologicamente. A detecção desses contaminantes será realizada aproveitando à alta sensibilidade da banda de ressonância plasmônica das NPs a base de prata. Qualquer alteração no índice de refração próximo à superfície das NPs, causada pelo aumento de massa decorrente da ligação de antibióticos ou pesticidas, resultará em uma alteração detectável na intensidade e/ou deslocamento do comprimento de onda de ressonância. Espera-se que esses nanossensores bioconjugados representem um avanço significativo, tornando as detecções mais ecológicas e sustentáveis ao reduzirem a necessidade de reagentes químicos tóxicos e os altos custos das técnicas analíticas tradicionais. Por último, esse projeto é uma proposta de colaboração estadual/regional que visa o fortalecimento do sistema nacional de ciência e tecnologia. (AU)