Aperfeiçoando biossensores baseados em papel para a quantificação de biomarcadores do Mal de Alzheimer usando técnicas de impressão

• Processo: 17/03779-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 10 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 09 de abril de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Valtencir Zucolotto
• Beneficiário: Laís Canniatti Brazaca
• Supervisor: Joseph Wang
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of California, San Diego (UC San Diego), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/02623-0 - Novas Plataformas para o Diagnóstico Rápido e Precoce do Mal de Alzheimer, BP.DR
• Assunto(s): Doença de Alzheimer Microfluídica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alzheimer | Biossensor baseado em papel | Eletrodos impressos | Microfluídica | Biossensores Eletroquímicos

Resumo

O mal de Alzheimer é uma doença devastadora comum entre idosos, caracterizada por uma progressiva e lenta degradação cerebral que pode levar décadas para se completar. A doença atinge atualmente mais de 36 milhões de pessoas e, principalmente devido ao envelhecimento populacional, projeções indicam que em 25 anos este número irá triplicar - implicando em altíssimos gastos aos sistemas de saúde. Apesar das causas e do desenvolvimento do mal de Alzheimer não serem muito bem elucidados, estima-se que a doença possua um longo período assintomático, que pode durar de 5 a 10 anos. O diagnóstico na fase pré-clínica é importante para que a doença possa ser tratada com antecedência, retardando o avanço desta. Além disso, a identificação de um maior número de pacientes em fases assintomáticas proporciona um maior número de dados para estudo do desenvolvimento da doença, auxiliando na busca por tratamentos ou pela cura. Atualmente o diagnóstico de Alzheimer é complexo, sendo realizado através de um conjunto de testes cognitivos, técnicas de neuroimagem e análise do líquido cefalorraquidiano (LCR). Estes necessitam de equipamentos e pesquisadores muito especializados, sendo assim de alto custo. Recentemente diversos biomarcadores sanguíneos para o desenvolvimento de Alzheimer foram indentificados, possibilitando o diagnóstico de baixo custo de fases iniciais da doença. Alguns dos principais são a fetuína B, clusterina e o precursor do hormônio pancreático. Estes se relacionam significativamente ao diagnóstico da doença, à diminuição do volume cerebral e à taxa de declínio de funções cognitivas. No Brasil, a proponente está desenvolvendo um imunosensor de fluxo lateral baseado em papel para a detecção e quantificação destes 3 biomarcadores simultaneamente, permitindo o diagnóstico precoce da doença de Alzheimer. Para isso, nanopartículas de ouro são modificadas utilizando anticorpos específicos para cada um dos marcadores e são posteriormente detectadas usando voltametria de redissolução e eletrodos comerciais screen-printed de carbono. Neste projeto BEPE propomos a melhoria destes dispositivos através do desenvolvimento de um chip microfluídico à base de papel equipado com eletrodos impressos. Além de diminuir o preço dos dispositivos, a abordagem proposta também trará mais portabilidade e facilitará a manipulação dos sensores, permitindo um diagnóstico point-of-care mesmo em localidades de baixa renda. Após o retorno ao Brasil, esses dispositivos serão utilizados para a investigação da relação entre as concentrações dos biomarcadores com o estado de saúde de diferentes grupos de pacientes. Com o desenvolvimento desta ferramenta, esperamos que um maior número de pacientes possa ser diagnosticado, permitindo o tratamento precoce e aconselhamento, assim como um estudo mais aprofundado do mecanismo da doença - auxiliando no desenvolvimento de tratamentos e até mesmo na busca de um cura. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BRAZACA, LAIS C.; MORETO, JOSE R.; MARTIN, AIDA; TEHRANI, FARSHAD; WANG, JOSEPH; ZUCOLOTTO, VALTENCIR. Colorimetric Paper-Based Immunosensor for Simultaneous Determination of Fetuin B and Clusterin toward Early Alzheimer's Diagnosis. ACS NANO, v. 13, n. 11, p. 13325-13332, NOV 2019. (17/03779-0, 15/02623-0)

SEMPIONATTO, JULIANE R.; BRAZACA, LAIS CANNIATTI; GARCIA-CARMONA, LAURA; BOLAT, GULCIN; CAMPBELL, ALAN S.; MARTIN, AIDA; TANG, GUANGDA; SHAH, RUSHABH; MISHRA, RUPESH K.; KIM, JAYOUNG; et al. Eyeglasses-based tear biosensing system: Non-invasive detection of alcohol, vitamins and glucose. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 137, p. 161-170, JUL 15 2019. (17/03779-0)