Uma tecnologia desenvolvida com a participação de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) poderá ajudar a transformar a maneira como a tuberculose é identificada. Utilizando nanopartículas capazes de emitir sinais luminosos, os cientistas criaram um sensor que reconhece proteínas associadas à bactéria responsável pela doença em aproximadamente 30 minutos.
A inovação representa uma possibilidade importante para o futuro do diagnóstico, especialmente porque alguns métodos laboratoriais utilizados atualmente podem exigir semanas até a obtenção dos resultados.
O estudo foi realizado no Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia (GNano), do IFSC/USP, e publicado na revista científica internacional Talanta. A pesquisa tem como autores Nayla Naomi Kusimoto Takeuti, Thales Rafael Machado, Isabella Sampaio e o professor Valtencir Zucolotto.
Embora a tecnologia ainda esteja em fase experimental, os resultados demonstram como a nanotecnologia pode contribuir para enfrentar uma doença que continua sendo um grave problema de saúde pública mundial.
Por que detectar a tuberculose rapidamente é tão importante?
A tuberculose é uma doença infecciosa provocada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis, que afeta principalmente os pulmões e pode ser transmitida pelo ar.
De acordo com os dados apresentados no estudo, mais de 10 milhões de pessoas desenvolvem a doença anualmente no mundo, enquanto o número de mortes ultrapassa um milhão.
Um dos desafios enfrentados pelos serviços de saúde é identificar a infecção com rapidez e precisão.
Entre os métodos laboratoriais utilizados está o cultivo de amostras de secreção pulmonar, procedimento importante para a confirmação da doença, mas que pode levar várias semanas para apresentar resultados.
Embora já existam testes moleculares rápidos, ampliar as alternativas de diagnóstico continua sendo uma necessidade, sobretudo em locais com dificuldades de acesso a equipamentos especializados.
É nesse cenário que a pesquisa realizada em São Carlos ganha relevância.
Como funciona a tecnologia criada pelos pesquisadores da USP?
O segredo da descoberta está em partículas extremamente pequenas de hidroxiapatita, um material composto principalmente por cálcio e fósforo, já conhecido por suas aplicações na área biomédica.
Tradicionalmente utilizado em pesquisas relacionadas à regeneração óssea e a outros tecidos duros, o composto recebeu uma função diferente no laboratório do IFSC.
Os pesquisadores desenvolveram nanopartículas capazes de produzir fluorescência, ou seja, emitir luz quando submetidas a determinados estímulos.
Na superfície dessas partículas foram incorporados anticorpos preparados para reconhecer duas proteínas associadas à bactéria da tuberculose: CFP10 e ESAT6.
Quando essas proteínas entram em contato com os anticorpos, ocorre uma alteração na intensidade da luz emitida pelas nanopartículas.
Essa mudança funciona como um sinal que pode ser medido pelos pesquisadores, indicando a presença das proteínas investigadas.
Na prática, a proposta é identificar marcadores relacionados à bactéria sem depender de seu crescimento em cultura.
Testes apresentaram resultados em meia hora
Durante os experimentos laboratoriais, os cientistas avaliaram a capacidade do sensor de identificar as proteínas em diferentes condições.
Foram comparados períodos de reação de 30 e 60 minutos. Os resultados indicaram que meia hora foi suficiente para produzir uma diferenciação consistente entre as amostras analisadas e os controles utilizados.
O sensor apresentou uma faixa de resposta entre 300 e 500 nanogramas por mililitro, com limite de detecção estimado em aproximadamente 132 nanogramas por mililitro.
Apesar de outros sensores descritos na literatura científica apresentarem maior sensibilidade, alguns exigem procedimentos mais demorados.
A vantagem observada na tecnologia desenvolvida em São Carlos está na combinação entre rapidez, composição relativamente simples e possibilidade de aperfeiçoamento para futuras aplicações.
Tecnologia poderá permitir exames mais acessíveis
Outro aspecto relevante da pesquisa é a utilização da hidroxiapatita como base do dispositivo.
Por ser formada por elementos abundantes e apresentar características favoráveis ao uso biomédico, o material poderá contribuir para a criação de sistemas de detecção menos complexos.
Além disso, as nanopartículas foram preparadas em meio aquoso e conseguiram produzir o sinal fluorescente sem a necessidade de incorporar outros componentes tradicionalmente empregados para essa finalidade.
Essas características podem favorecer o desenvolvimento de tecnologias com custos menores, embora ainda não exista uma estimativa de preço para um eventual exame comercial.
Os pesquisadores também verificaram a estabilidade do material durante o armazenamento refrigerado.
Após sete dias, a intensidade do sinal luminoso apresentou redução de aproximadamente 5%. Depois de 14 dias, a queda chegou a cerca de 11%.
Os resultados indicam que a tecnologia possui potencial, mas ainda exige melhorias para garantir estabilidade em condições de utilização fora do laboratório.
Quando o novo teste poderá chegar aos hospitais?
Apesar dos resultados positivos, o sensor ainda não está disponível para utilização em hospitais, clínicas ou unidades básicas de saúde.
O trabalho representa uma prova de conceito, etapa em que os cientistas demonstram a viabilidade de uma determinada tecnologia.
Antes de uma possível aplicação clínica, será necessário ampliar os experimentos, verificar a capacidade do dispositivo de distinguir as proteínas da tuberculose de outras substâncias e realizar avaliações com amostras biológicas mais próximas das encontradas em pacientes.
Também precisarão ser investigadas questões relacionadas ao transporte, armazenamento, sensibilidade, precisão e funcionamento em condições reais.
Portanto, o estudo não significa que já exista um novo exame aprovado capaz de diagnosticar a tuberculose em 30 minutos.
O avanço está na demonstração de uma ferramenta que poderá, após novos estudos e validações, integrar futuras estratégias de diagnóstico.
Pesquisa de São Carlos reforça papel da ciência brasileira
O desenvolvimento do sensor evidencia a contribuição das pesquisas realizadas no Instituto de Física de São Carlos para áreas que vão além da Física tradicional.
Ao reunir conhecimentos de nanotecnologia, Química, Biologia e Medicina, os cientistas trabalham na busca de soluções para problemas que afetam diretamente a saúde da população.
No caso da tuberculose, a possibilidade de identificar sinais da doença mais rapidamente poderá, futuramente, auxiliar profissionais de saúde na tomada de decisões e no encaminhamento de pacientes.
A redução do tempo necessário para obter resultados confiáveis também poderá contribuir para iniciar tratamentos de maneira mais oportuna e diminuir o risco de transmissão, desde que a tecnologia demonstre eficácia em estudos clínicos.
Por enquanto, a descoberta representa mais um passo da ciência brasileira na busca por métodos diagnósticos rápidos e acessíveis.
Estudo científico original: a pesquisa pode ser consultada na íntegra no artigo publicado na revista internacional Talanta, disponibilizado pelo IFSC/USP.
Leia o estudo científico original publicado na revista Talanta.
Com informações de Rui Sintra-IFSC/USP.
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