Espectroscopia Vibracional para Investigação de Resistência a Antimicrobianos e Qualidade de Fármacos

• Processo: 25/03135-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Denise Maria Zezell
• Beneficiário: Vinicius Pereira dos Anjos
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/07065-4 - Programa multicêntrico utilizando radioligantes de PSMA para o diagnóstico e terapia de pacientes com câncer de próstata, AP.NPOP
• Assunto(s): Antibióticos Espectroscopia Raman Inteligência artificial Espectroscopia Raman amplificada por superfície Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antibióticos | Antimicrobial Stewardship | Espectroscopia FTIR | Espectroscopia Raman | Inteligência Artificial | Intervenção terapêutica oncológica | Seira | Sers | Espectroscopia

Resumo

Pacientes oncológicos correm um risco maior de infecções principalmente devido a dois fatores: imunossupressão relacionada à malignidade e os efeitos imunossupressores de seus tratamentos. Certos tipos de câncer, como câncer de próstata, podem levar à neutropenia, o que prejudica a capacidade do corpo de combater infecções de forma eficaz. Isso torna esses pacientes particularmente vulneráveis a infecções bacterianas, das quais ainda podem apresentar problemas de resistência a antibióticos. A detecção rápida e precisa de antibióticos é um desafio crítico na área da saúde (não somente na área oncológica), mas uma nova abordagem baseada em espectroscopia pode ser uma solução, contribuindo para o Antimicrobial Stewardship. Esta pesquisa em desenvolvimento apresenta a obtenção dos espectros ("fingerprints") de antibióticos beta-lactâmicos utilizando as técnicas Raman, IR. Os antibióticos avaliados são Ampicilina, Amoxicilina, Ceftazidima e Meropenem (antibiótico amplamente utilizado em tratamentos oncológicos). Com a finalidade de obter um aumento do sinal do antibiótico, quando este é diluído em água, nanopartículas serão sintetizadas pela técnica LASiS (Laser Ablation in Liquid Solution) e usadas como mediadoras da amplificação do sinal FTIR (efeito SEIRA). As NPs serão caracterizadas por DLS e UV-Vis. As análises permitirão compreender melhor as propriedades das nanopartículas e como elas podem influenciar na obtenção do espectro SEIRA de cada molécula. Os resultados pretendem mostrar que as técnicas espectroscópicas, associadas a modelo matemáticos modernos de análise e processamento de dados, como o uso de inteligência artificial - especialmente redes neurais convolucionais (CNNs) e abordagens avançadas de deep learning -, são capazes de fornecer espectros únicos para cada tipo de antibiótico avaliado, permitindo sua identificação precisa. Além disso, as nanopartículas sintetizadas pela técnica LASiS podem contribuir para a melhoria da sensibilidade e reprodutibilidade da técnica. Os resultados que serão obtidos neste estudo têm a intenção de sugerir que as técnicas de espectroscopia FTIR e Raman são uma opção promissora para a identificação e quantificação de diferentes tipos de antibióticos em amostras de diferentes origens. (AU)