Nanossensor poderá fornecer mais e melhor informação a nível molecular

Dispositivo apresentado no jornal em linha “Nature”

02 abril 2015
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Uma nova sonda capaz de mudar de forma, com a largura de cerca de um centésimo da largura de um cabelo humano, capaz de detetar alterações biológicas de alta resolução poderá ter um grande impacto em diversas áreas de investigação, em particular, nos diagnósticos clínicos.
 
Atualmente, os meios tecnológicos disponíveis para obter informação de condições bioquímicas altamente localizadas, tais como valores de pH e concentração de iões (marcadores importantes de muitas doenças), utilizam luz a frequências óticas. Contudo, a sua aplicação é limitada, uma vez que tanto a sensibilidade como a resolução diminuem à medida que os sinais óticos avançam em profundidade no organismo.
 
As sondas concebidas pelo Instituto Nacional de Standards e Tecnologia (NIST na sigla em inglês) e do Institutos Nacionais de Saúde (NIH na sigla em inglês), EUA, possuem a capacidade de mudar de forma e operam num espectro de frequências de rádio (FR) detetáveis por ressonância magnética. Além disso, o sinal emitido por estas sondas não é limitado por material biológico, como acontece com as frequências óticas.
 
Estes novos dispositivos, denominados Geometrically Encoded Magnetic Sensors (GEMs) (Sensores Magnéticos Geometricamente Codificados), são cinco a dez vezes mais pequenos do que um glóbulo vermelho e consistem em dois pequenos discos magnéticos separados por um hidrogel capaz de absorver água e expandir-se. A dimensão da expansão ou contração do hidrogel depende das propriedades químicas do gel e do ambiente circundante. É esta capacidade de expansão ou contração do gel que altera o campo magnético entre os dois discos e, como tal, a frequência com que os protões nas moléculas de água à volta e dentro do gel ressoam em resposta à radiação com radiofrequência. Desta maneira, torna-se possível identificar a forma da nanossonda e medir as condições remotas através das alterações nas frequências de ressonância.
 
Mesmo tratando-se de uma primeira geração deste tipo de sondas, os testes realizados in vitro, revelaram que as alterações de pH foram facilmente detetadas e as ordens de magnitude foram maiores do que qualquer alteração de frequência equivalente observada através das abordagens tradicionais.
 
Uma das principais características dos GEMs é a capacidade de estes poderem ser “sintonizados” para responder a diferentes estados bioquímicos e ressoar em diferentes partes do espectro de FR através da composição do gel, assim como das formas dos ímanes e dos materiais. Dessa maneira, é possível colocar dois tipos de GEMs no mesmo local para registar alterações em diferentes variáveis em simultâneo.
 
“A ideia é poder construir sensores diferentes para medir coisas diferentes, medindo efetivamente um conjunto de possíveis biomarcadores em simultâneo, em vez de apenas um, para melhor diferenciar patologias distintas”, esclareceu um dos investigadores, Gary Zabow. 
 
Os investigadores consideram que este tipo de nanossondas poderão servir para medir vários tipos de biomarcadores, assim como níveis de glucose, temperatura local, concentrações de iões, assim como a presença ou ausência de enzimas. 
 
“É claro que esse tipo de potencial de utilização em organismos humanos ainda se encontra distante”, advertiu Zabow. “Os dados recolhidos resultaram de experiências in vitro. E algumas possíveis aplicações dos sensores poderão nem ser sequer biológicas. Mas o nosso objetivo de longo prazo é melhorar a nossa técnica ao ponto de os GEMs poderem ser utilizados para fins clínicos”, acrescentou.
 
ALERT Life Sciences Computing, S.A.
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