Um sensor simples para o câncer de fígado

Pesquisadores do Instituto Indiano de Ciência (IISC) desenvolveram uma sonda luminescente única que usa terbio, um steel de terras raras, para sentir a presença de uma enzima chamada β-glucuronidase, que pode potencialmente ajudar na detecção de câncer de fígado.

O trabalho é publicado no Química – um diário asiático.

A β-glucuronidase é uma enzima evolutivamente conservada encontrada ao longo de formas de vida-de micróbios a plantas e animais. Sua função principal é quebrar um ácido açucarado chamado ácido glucurônico. Além de sua onipresença biológica, a enzima também funciona como um biomarcador crítico para o câncer de fígado. De fato, um aumento na β-glucuronidase geralmente acompanha câncer de cólon, mama e renal, bem como infecções do trato urinário e AIDS.

“Os métodos convencionais de colorimetria e fluorescência para detectar essas enzimas são frequentemente restringidos pela sensibilidade ou interferência dos sinais de fundo. A capacidade dos metais de terras raras de ter estados excitados de longa duração nos permite filtrar a fluorescência de fundo de curta duração, resultando em um sinal muito mais claro”, diz Ananya Biswas, antigo Phd. estudante do IISC e co-primeiro autor do artigo.

As raízes do projeto remontam a quase uma década, começando com os experimentos da equipe em íons metálicos e suas propriedades formadoras de gel. A equipe descobriu que os íons terbium cozidos em uma matriz de gel derivados de sais biliares podem emitir fluorescência verde.

Dentro da mesma matriz de gel, a equipe adicionou uma molécula orgânica chamada 2,3-DHN (2,3-di-hidroxinaftaleno) “mascarada” com ácido glucurônico. Quando a β-glucuronidase fatias essa molécula modificada, 2,3-DHN é liberada. Os pesquisadores então iluminaram a luz UV da amostra.

“O 2,3-DHN gratuito atua como uma ‘antena’-aceita a luz UV e transferindo a energia para os íons terbium nas proximidades, aumentando bastante sua emissão verde”, explica Uday Maitra, professor honorário do Departamento de Química Orgânica, IISC e autor correspondente do estudo.

“A matriz de gel … garante proximidade suficiente entre os íons ‘antena’ e terbio, facilitando a transferência de energia eficiente.”

Para facilitar a aplicação, a equipe projetou este ensaio como um sensor simples baseado em papel, ancorando a matriz de gel em um disco de papel. Quando a β-glucuronidase pré-tratada com 2,3-DHN modificada é adicionada, o disco exibe um brilho verde muito mais forte sob luz UV.

O que é único nessa técnica é a análise. Ao contrário dos sistemas convencionais de detecção de fluorescência de ponta, esses sensores podem ser analisados ​​usando uma lâmpada UV e um imagej, um software program de código aberto e acessível livremente, tornando essa técnica perfect para configurações limitadas por recursos.

Usando esse protocolo, o limite de detecção (LOD) – a menor concentração de enzima que pode ser detectada de maneira confiável – ocorreu em 185 ng/ml. Para colocar isso em perspectiva, os níveis de β-glucuronidase de cerca de 1.000 ng/ml estão normalmente associados ao início da cirrose descompensada, um estágio avançado de doença hepática.

Com câncer de fígado Reivindicando mais vidas a cada ano, esse avanço tecnológico é oportuno e promissor. Dada a ampla relevância clínica da β-glucuronidase como biomarcador em diferentes tipos de câncer, icterícia neonatal e toxicidade induzida por AINEs, esse sensor oferece uma ferramenta de triagem potencialmente poderosa.

Os autores dizem que os estudos clínicos ainda precisarão ser realizados para validar o ensaio. Mas eles esperam que esses sensores possam reduzir o custo de detectar biomarcadores clinicamente significativos.