Fabricação de biossensores microfluídicos miniaturizados em sistemas wearable utilizando tecnologia de bioimpressão 3D

Resumo

Staphylococcus spp., Pseudomonas spp. e Acinetobacter spp. são 3 patógenos respiratórios bacterianos amplamente encontrados na cavidade oral de pacientes hospitalizados. Estudos recentes apontam que a saliva pode desempenhar um papel significativo no desenvolvimento de pneumonia, por exemplo, atuando como veículo para bactérias residentes na cavidade oral, que podem ser aspiradas para os pulmões1-3. Além disso, bactérias anaeróbicas orais também foram isoladas de pacientes com pneumonia associada à ventilação mecânica, reforçando o papel da microbiota oral nessas infecções. Assim, destaca-se a relevância de análises salivares como métodos minimamente invasivos para fins de diagnósticos de bactérias causadoras de doenças respiratórias. Desta forma, o presente projeto de pesquisa visa fabricar biossensores acoplados a dispositivo microfluídico miniaturizado bioimpresso por tecnologia 3D para a detecção de bactérias causadoras de doenças respiratórias diretamente na saliva. O dispositivo bioimpresso miniaturizado possuirá uma região de amostragem da saliva conectada por 3 microcanais que levam as zonas de detecção. A tecnologia de bioimpressão visa garantir a biocompatibilidade e baixa toxicidade do aparato para a inserção do mesmo na cavidade oral de pacientes visando a amostragem passiva de saliva e a detecção wearable em tempo real da presença das bactérias. Utilizaremos uma estratégia colorimétrica para a detecção de Staphylococcus spp., Pseudomonas spp. e Acinetobacter spp utilizando a fraca imobilização de anticorpos específicos marcados com cromóforos para cada uma das bactérias nas paredes internas de cada um dos microcanais impressos. Assim, conforme a amostra salivar contendo as bactérias fluem pelos microcanais, ao alcançar as regiões de conjugação ocorrerá a interação com os anticorpos marcados e estes serão arrastados/lixiviados por capilaridade até uma zona de detecção onde ocorrerá o reconhecimento com o anticorpo de detecção pela formação do "sanduíche", revelando a presença da bactéria pelo aparecimento de cor em cada um dos microcanais específicos. Além da questão da biocompatibilidade do material e oclusão dos reagentes no interior dos microcanais de forma a garantir segurança e baixa toxicidade geral ao usuário, esperamos que os biodispositivos propiciem condições adequadas para a estabilização dos anticorpos gerando imunoensaios mais robustos e com vida útil adequada para aplicações point-of-care. Os dispositivos serão caracterizados em bancada utilizando incialmente saliva artificial e após as otimizações analíticas e aprovação do comitê de ética em pesquisa, os biossensores desenvolvidos serão aplicados para a detecção das 3 bactérias em amostras de saliva real de voluntários e pacientes hospitalares para confirmar a potencialidade do método.