Lab-on-a-Chip: pequenos dispositivos, grandes contribuições

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Mudanças estruturais no atendimento do paciente são registradas nas duas últimas décadas

Da medicina empírica à medicina personalizada, mudanças estruturais no atendimento do paciente são registradas nas duas últimas décadas, instrumentadas por alta tecnologia, multidisciplinaridade e desenvolvimento de competências e habilidades. Na aurora do novo milênio surgem publicações de uma medicina inovadora, fundamentada em bases cada vez mais científicas, que aumentam o grau de certeza do diagnóstico em menor tempo, consolidando o desenvolvimento de novas tecnologias laboratoriais denominadas de point of care e Lab-on-a-Chip que, aliadas ao uso de anticorpos ou biomarcadores, proporcionam, em poucos minutos, resultados confiáveis na palma da mão.

É nessa proposta multidisciplinar biotecnológica que um grupo de pesquisadores da Faculdade de Medicina (FMB) e da Faculdade de Ciências Agrárias de Botucatu associou-se a pesquisadores da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Araraquara (FCFAR), ao Instituto de Química da Unesp de Araraquara e ao Instituto de Biociências da UNIFESP de São José dos Campos para trabalharem em conjunto. As pesquisas envolvem desde a obtenção de anticorpos monoclonais murinos das mais variadas especificidades até a construção de plataformas, como chips e imunossensores, com o propósito de desenvolver novas ferramentas para diagnóstico/análises. Tais ferramentas são de utilização tanto em bancada como em laboratórios clínicos e, inclusive, à beira do leito, minimizando deslocamentos de pacientes e trocas de amostras.

 

Equipe de alunos de Iniciação Científica, Mestrado e Doutorado envolvidos com os diferentes projetos. Da esquerda para a direita: Lia, Ana Carolina, Juliane, Laís, Rafael, Lígia, Alexandre, Alejandro, Heloísa, Helga, Mariane, Thays e Júlio. (©Maíra Masiero/NCIM HCFMB.)

Equipe de alunos de Iniciação Científica, Mestrado e Doutorado envolvidos com os diferentes projetos. Da esquerda para a direita: Lia, Ana Carolina, Juliane, Laís, Rafael, Lígia, Alexandre, Alejandro, Heloísa, Helga, Mariane, Thays e Júlio. (©Maíra Masiero/NCIM HCFMB.)

 

Anticorpos monoclonais são imunoglobulinas desenvolvidas em laboratório, como uma fina pinça, capazes de reconhecer uma única estrutura da membrana de células de uma mesma família. Dessa forma, por possuírem alta especificidade e alta sensibilidade, esses anticorpos são capazes de detectar uma única célula pela qual têm afinidade, em meio a outros tipos celulares ou substâncias diferentes.

Alguns protótipos já estão em processo de patente, como o imunossensor que reconhece hemácias para detecção rápida de sangue oculto nas fezes, sem a necessidade de o paciente ter que realizar dietas restritivas de carne e alimentos corados, como beterraba, café ou tomate. Por se tratar de uma reação antígeno–anticorpo, neste novo teste a presença de hemácias nas amostras de fezes não é detectada por análises colorimétricas habituais, que são dependentes do observador. Outra aplicabilidade do produto seria o controle de qualidade em hemocomponentes sanguíneos, como a detecção de hemácias em concentrados de plaquetas e plasma.

 

Aspecto de manipulação e preparo de imunossensor. (© Maíra Masiero/NCIM HCFMB.)

Aspecto de manipulação e preparo de imunossensor. (© Maíra Masiero/NCIM HCFMB.)

 

Outras ferramentas estão sendo desenvolvidas pelo grupo utilizando anticorpos monoclonais: um sensor que reconhece células-tronco mesenquimais de coelho, cuja sensibilidade é equiparada aos testes de Citometria de Fluxo, e um sensor que tem especificidade por células-tronco mesenquimais de cavalo, com aplicabilidade direta no campo, em especial na identificação de células-tronco para tratamento de lesões tendíneas de animais de esporte de competição. Outras propostas estão em andamento com parcerias de outros departamentos, como a Cirurgia Plástica. Uma delas objetiva a obtenção de um sensor para determinação quantitativa de células-tronco no centro cirúrgico. Neste será acoplado um anticorpo monoclonal que reconhece especificamente células-tronco mesenquimais humanas (em processo final de caracterização no laboratório de Engenharia Celular) que possivelmente fará o reconhecimento e quantificação das células presentes no tecido do paciente, podendo viabilizar a aplicabilidade terapêutica.

A proposta para os próximos dois anos é desenvolver um chip que realize tipagem e fenotipagem sanguínea rápida à beira do leito, com valores economicamente mais acessíveis e que possa ser aplicado na rede pública de saúde. O objetivo é reduzir significativamente a possibilidade de troca da bolsa de sangue para transfusão entre pacientes homônimos internados em leitos próximos. Outras ideias são desenvolver um produto que reconheça células de câncer de próstata, o segundo mais comum entre os homens (atrás apenas do câncer de pele), e a aplicação de um anticorpo em um imunossensor que reconheça uma proteína possivelmente relacionada com a doença de Alzheimer. A miniaturização de operações bioquímicas, normalmente manipuladas em laboratório, possui inúmeras vantagens: eficiência, baixo custo, paralelização, ergonomia, velocidade de diagnóstico e sensibilidade. Pequenos dispositivos: grandes contribuições. Esta é a lição dos sensores de diagnóstico rápido sob a ótica da saúde pública.

 

Equipe do Laboratório de Engenharia Celular – FMB/Unesp
Professora Dra. Elenice Deffune;
Professora Dra. Rosana Rossi Ferreira;
Professor Dr. Matheus Bertanha;
Laís Priscila De Santis – mestranda;
Ana Carolina Picolo Pasian – mestranda;
Mariane Aparecida Risso – mestranda;
Alexandre Giannecchini Romagnolo – mestrando;
Ms. Heloisa Vicente Garcia – Avaliação Externa da Qualidade em Imuno-hematologia (Ministério da Saúde);
Ms. Thays Neto – Avaliação Externa da Qualidade em Imuno-hematologia (Ministério da Saúde);
Ms. Ana Lívia de Carvalho Bovolato – doutoranda;
Ms. Wonner Mion – doutorando;
Ms. Helga Caputo Nunes – doutoranda;
Ms. Juliane de Campos Inácio – doutoranda;
Ms. Rafael Factor Carandina – doutorando;
Ms. Pâmela Fernanda Martinez.

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Informações: <laisdesantis@gmail.com> e <ed12@fmb.unesp.br>.
Laís Priscila De Santis e Profa. Dra. Elenice Deffune, da Faculdade de Medicina da Unesp de Botucatu.

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Foto abertura: © Cooksey/NIST

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