Análise de viabilidade técnico-científica de se obter um biossensor de baixo custo e detecção rápida de microrganismos de interesse nas áreas da saúde, agropecuária e industrial

• Processo: 17/07974-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2018
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Nadja Fernanda Gonzaga Serrano
• Beneficiário: Nadja Fernanda Gonzaga Serrano
• Empresa: Plural Indústria e Comércio de Produtos Químicos Ltda. - ME
• CNAE: Atividades de apoio à agricultura ; Testes e análises técnicas ; Atividades de serviços de complementação diagnóstica e terapêutica
• Município: São Carlos
• Pesquisadores associados: Bruno da Silva Thomazini
• Assunto(s): Técnicas biossensoriais Biotecnologia Micro-organismos Fotoluminescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensores | detecção rápida de microrganismos | fotoluminescencia de microrganismos | microrganismos na área da agropecuária | microrganismos na área da indústria | microrganismos na área da saúde | Biotecnologia

Resumo

Existe um enorme interesse, governamental e privado, em se dispor de técnicas que permitam detectar/identificar de maneira rápida, econômica e segura diversos microrganismos (patogênicos ou não) de interesse nas áreas da saúde, agropecuária, industrial, ambiental, militar, etc. Nesta Fase-1 visamos verificar, através de pesquisa técnica e científica complementar, a viabilidade de se estender os resultados já alcançados na etapa previamente realizada na Universidade. Essa fase acadêmica culminou na construção de um protótipo que mostrou excelente desempenho, e foi baseado na emissão de luz decorrente do fenômeno de fotoluminescência de microrganismos e da sua associação à ação do um novo peptídeo antimicrobiano (Polycerradin). Entretanto, esse protótipo foi desenvolvido e testado para suspensões puras de três fungos e quatro bactérias. Por estar limitado a esse restrito número de microrganismos, os quais foram utilizados em suspensões puras (não consistindo amostras "reais"), consideramos que esses resultados não são suficientes para propormos um projeto PIPE-Fase 2 Direta, sendo necessário realizar pesquisa científica complementar mais abrangente visando estudar especialmente amostras reais mais complexas (leite, sangue, urina) o que de fato determinará as possibilidades de termos um dispositivo de aplicação comercial (i.e., um produto) na Fase-2. As atividades propostas para esta Fase-1 são:(a) Examinar quais microrganismos (de aproximadamente 100) têm resposta adequada na propriedade de fotoluminescência e que permitam (Fase-2) a confecção de protótipos de biossensores específicos para cada uma das áreas de interesse (saúde, agropecuária e industrial).(b) Determinar a efetividade sobre esses microrganismos do PAM Polycerradin produzido pelo microrganismo Paenibacillus spp. RNC-D.(c) Calcular/determinar a concentração microbiana mínima detectável por este método baseado essencialmente na emissão de fotoluminescência.(d) Estudar a influência da presença de outros componentes (p.ex. proteínas, células humanas, etc.) em amostras mais complexas além dos microrganismos puros mencionados em (a).Numa eventual Fase-2 estaremos desenvolvendo diversos protótipos visando obter um biossensor inovador baseado nos mesmos princípios antes mencionados e caracterizado pelo seu baixo custo e rápida capacidade de resposta na verificação da presença de microrganismos nessas três áreas. Tanto o dispositivo original (protótipo inicialmente construído) quanto o processo de síntese do peptídeo antimicrobiano (Polycerradin) já se encontram em processo de proteção intelectual junto ao INPI através da Agência de Inovação da UFSCar. Pelo seu uso na área da saúde, este biossensor poderá acarretar enorme benefício social. Também, pelo potencial de uso, o mercado estimado para este biossensor é enorme. Como consequência desse potencial técnico e comercial e, mesmo se tratando de PIPE-Fase 1, já foi possível conseguirmos que as seguintes quatro empresas manifestassem seu interesse no nosso biossensor (ver Figuras 16-19, Seção IX, pagina 46): (a) A PURCOM é uma empresa nacional e a maior produtora de poliuretano (PU) do hemisfério sul; interesse: controle microbiológico no PU para ser reciclado (proveniente de geladeiras, colchões, etc.). (b) A SYNGENTA é uma organização de âmbito mundial, presente em mais de 90 países e com 28.000 funcionários, que tem como objetivo o desenvolvimento de agricultura sustentável; interesse: detecção e controle de fitopatógenos como as Xanthomonas spp. (c) A SAKURA NAKAYA ALIMENTOS Ltda. é uma empresa alimentícia nacional com mais de 300 diferentes produtos inovadores e sem similares no mercado; interesse: controle de qualidade de alimentos através do monitoramento da presença de microrganismos como os do grupo coliformes. (d) A POLYPACK é especializada em ensaios termomecânicos, climáticos e químicos; interesse: passar a prestar serviços de análises microbiológicas para empresas na área de alimentos. (AU)