A medição no organismo do nível de cisteína – um aminoácido essencial para diversas funções biológicas – poderá ser feita, em um futuro próximo, por meio de um sistema mais barato, prático e que fornece resultados de forma mais rápida do que os existentes hoje.

Um grupo de pesquisadores do Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Bioanalítica – um dos INCTs apoiados pela FAPESP e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) – desenvolveu um sensor químico que poderá resultar no surgimento de um dispositivo para detecção rápida da molécula – um dos componentes das proteínas dos seres vivos.

Resultado de pesquisas de doutorado e pós-doutorado realizadas com Bolsa da FAPESP, o processo de desenvolvimento do sensor químico foi descrito em um artigo publicado na revista Electrochimica Acta. E foi apresentado em uma palestra realizada no dia 26 de fevereiro, durante o UK-Brazil-Chile Frontiers of Science.

A Royal Society, do Reino Unido, a FAPESP e as Academias Brasileira e Chilena de Ciências organizaram o evento em Chicheley, no sul da Inglaterra, com o objetivo de fomentar a colaboração científica e interdisciplinar entre jovens pesquisadores brasileiros, chilenos e do Reino Unido em áreas de fronteira do conhecimento.

“A ideia é, a partir do sensor químico que desenvolvemos, construir um dispositivo para detecção rápida de cisteína e de diversas outras moléculas de interesse biológico, que possa ser utilizado para o diagnóstico de doenças”, disse André Luiz Barboza Formiga, professor do Instituto de Química da Unicamp e um dos pesquisadores participantes do projeto, à Agência FAPESP.

De acordo com Formiga, a cisteína é precursora da glutationa, um composto antioxidante (que evita a formação de radicais livres no organismo).

Em situações de estresse oxidativo – processo biológico em que há um desequilíbrio entre a formação e a eliminação de agentes oxidantes no organismo, relacionado a diversas doenças, como Parkinson, Alzheimer, leucemia e diabetes, entre outras – ocorre um decréscimo dos níveis desse aminoácido, composto por enxofre, no plasma sanguíneo, explicou o pesquisador.

A fim de determinar o nível de cisteína no plasma sanguíneo de pacientes e para realizar o diagnóstico médico de diversas doenças têm sido desenvolvidos métodos de análise laboratorial baseados em espectroscopia (interação da luz com a molécula) e cromatografia líquida (técnica de separação dos componentes de uma mistura), contou Formiga.

O problema para utilização desses métodos de análise laboratorial, segundo o pesquisador, é que são caros e os resultados demoram muito tempo para ficar prontos. Por isso, os pesquisadores brasileiros pretendem desenvolver um método de detecção mais simples, barato e rápido.

“Nosso objetivo é dar origem a um dispositivo, similar a um medidor de glicose ou a um teste de gravidez comercializado em farmácias, que o próprio paciente poderia utilizar para medir e avaliar seus níveis de cisteína”, contou Formiga.

Sensor eletroquímico

Para atingir esse objetivo, os pesquisadores modificaram um eletrodo de carbono vítreo, com um revestimento com tubos de carbono em escala nanométrica (bilionésima parte do metro), além de um polímero sintético e um composto contendo um metal de transição (situado entre os metais alcalino-terrosos e os semimetais).

A modificação do eletrodo de carbono vítreo resultou em um material formado pela dispersão dos nanotubos de carbono no polímero com alta sensibilidade à cisteína, constatada por meio do aumento da atividade eletroquímica do material.

“O material consegue detectar o aminoácido na faixa de nanomol [bilionésima parte da concentração de uma substância] por litro”, disse Formiga.

Com essa mesma estratégia de modificação de eletrodo com nanotubos de carbono e um polímero natural, os pesquisadores também desenvolveram um sistema eletroquímico capaz de detectar glutationa usando a enzima glutationa redutase – que faz parte do sistema de defesa antioxidante enzimático celular e também é importante para a análise do estresse oxidativo.

Em um outro estudo, eles modificaram nanopartículas de polímeros luminescentes capazes de imobilizar em sua superfície uma molécula para o diagnóstico da dengue.

“Nosso objetivo é desenvolver sistemas químicos para aplicações biomédicas”, afirmou Formiga.“Nós nos inspiramos em como os sistemas biológicos fazem a detecção de moléculas dentro de um organismo e tentamos mimetizá-lo em laboratório”, disse o pesquisador.

O artigo Modified electrode using multi-walled carbon nanotubes and a metallopolymer for amperometric detection of l-cysteine(doi: 10.1016/j.electacta.2013.09.050), de Formiga e outros, pode ser lido na revista Electrochimica Acta em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468613018124#.