Chips eletroquímicos com alta capacidade de testagem para o diagnóstico da metástase do câncer de cabeça e pescoço

• Processo: 23/15263-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Renato Sousa Lima
• Beneficiário: Bruna Bragantin
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/07486-3 - Dispositivo Multissensor Impresso por Estêncil para Teste Eletroquímico de Suscetibilidade a Antibióticos em Bactérias, BE.EP.MS
• Assunto(s): Biomarcadores Técnicas biossensoriais Metástase Microfabricação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomarcadores | biossensores | Metástase | Microfabricação | throughput | Biossensores eletroquímico

Resumo

O carcinoma de células escamosas oral (OSCC) é o tipo mais comum de câncer de cabeça e pescoço, etem propensão para metástases linfonodais as quais diminuem a taxa de sobrevida de 5 anos dos pacientes em até 50%. O diagnóstico desse carcinoma é feito através de biópsia tecidual, um método laborioso, caro, invasivo e que não possibilita a detecção da metástase linfonodal em seu estágio inicial. Assim, o procedimento médico adotado consiste em realizar a cirurgia de esvaziamento cervical do paciente, retirando-se todos os linfonodos da região do pescoço, mesmo que ele não tenha a metástase comprovada. Essa cirurgia provoca deformação do rosto do paciente, dificuldade de fala e alimentação, prejudicando de maneira irreversível a qualidade de vida do indivíduo. Dentre todos os pacientes que são submetidos a esse procedimento, ~70% não estão sob condição metastática. Assim, de modo a evitar intervenções cirúrgicas desnecessárias, é de extrema importância a detecção da metástase linfonodal em seu estágio inicial. Neste contexto, o problema central deste projeto é o diagnóstico da metástase linfonodal a partir do OSCC na prática clínica (em laboratórios, hospitais ou no ponto de necessidade) com rapidez e acuráciaclínica. Como solução, propomos uma configuração de sensores eletroquímicos que (1) combina reprodutibilidade e capacidade de escalonamento com baixo custo, bem como (2) permite análises em série as quais serão realizadas para (3) detecção de dois biomarcadores dessa metástase em saliva; com isso, almejamos satisfazer os critérios de aplicabilidade no mundo real, alta capacidade de testagem (ou throughput) e alta acurácia, respectivamente.Os dispositivos serão construídos através de técnicas de microfabricação de maneira a obtermos sensores prontamente comercializáveis e reprodutíveis. Serão gerados chips eletroquímicos ultradensos (diversos sensores por substrato), o que se dará possível em função de dois fatores: (1) os eletrodos consistem em nanofilmes verticais dispostos na forma de malha e (2) cada sensor baseia-se em somente 2 eletrodos de Au, o de trabalho e o de quasereferência, que serão separados por uma camada do fotorresiste SU-8 (3 µm). A integração de um número maior de sensores em um único substrato é essencial para barateá-los e elevar o throughput por meio de análises em série. Para essas análises, será necessário eliminar a interferência entre as soluções presentes nos sensores (crosstalk), o que será possível por meio de uma simples etapa de aterramento elétrico. Usando anticorpos como elementos de reconhecimento, biossensores eletroquímicos do tipo label-free serão construídos para a detecção das proteínas colágeno 6 (COL6A1) e cistatina B (CSTB) em saliva. De acordo com estudos realizados no grupo da Drª Adriana F. P. Leme (CNPEM), com quem contaremos com a colaboração neste projeto de mestrado, essas proteínas atuam como biomarcadores para a triagem de pacientes sem e com a metástase linfonodal.As etapas do processo de microfabricação dos chips eletroquímicos ultradensos já foram estabelecidas no grupo. Assim, os objetivos específicos deste projeto de mestrado são (i) o estudo das condições experimentais de preparo dos biossensores através de análises eletroquímicas e do uso de técnicas de caracterização de superfície e (ii) a avaliação sistemática do desempenho analítico desses biossensores por meio da análise em série de padrões dos biomarcadores diluídos em meio eletrolítico e em saliva (matriz clinicamente relevante.