Pesquisadores desenvolvem teste rápido para detectar dopamina

A dopamina, um neurotransmissor presente em nossos cérebros, não apenas regula nossas emoções, mas também serve como um biomarcador para o rastreamento de certos tipos de câncer e outras condições neurológicas.

Pesquisadores da University of Central Florida, liderados pelo Professor Debashis Chanda do UCF NanoScience Technology Center, desenvolveram um sensor óptico integrado capaz de detectar dopamina diretamente de uma amostra de sangue não processada. Este sensor pode servir como uma ferramenta de triagem de baixo custo e eficiente para várias condições neurológicas e cânceres, fornecendo, em última análise, melhores resultados para os pacientes.

O estudo foi publicado na revista Avanços da Ciência.

“Este biossensor plasmônico é extremamente sensível a baixas concentrações de biomoléculas, o que o torna uma plataforma promissora para ensaios especializados e aplicações de ponto de atendimento em locais remotos”, diz Chanda, o principal pesquisador do estudo, que também tem cargos no Departamento de Física da UCF e no CREOL, a Faculdade de Óptica e Fotônica.

“Neste trabalho, demonstramos uma plataforma de biossensores plasmônicos totalmente óptica e funcionalizada por superfície para a detecção de baixas concentrações do neurotransmissor dopamina diretamente de diversas amostras biológicas, que incluem soluções proteicas, fluido cerebrospinal artificial e sangue total não processado.”

Os neurotransmissores desempenham um papel vital na regulação da função neural e do bem-estar geral em humanos e animais, necessitando de um equilíbrio harmonioso de hormônios neurológicos para uma função corporal ideal, diz Chanda. A dopamina serve como um transmissor crucial, pois exerce influência significativa sobre processos cognitivos, como funções motoras ou emoções como felicidade ou prazer.

Distúrbios nos níveis de dopamina estão intimamente ligados a vários distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Parkinson e a doença de Alzheimer, condições do neurodesenvolvimento, como transtorno de déficit de atenção e hiperatividade e síndrome de Tourette, e distúrbios psicológicos, como transtorno bipolar e esquizofrenia, diz Chanda.

Desvios dos níveis normais de dopamina também podem servir como um marcador diagnóstico importante para certos tipos de câncer. A medição precisa e confiável das concentrações de dopamina é de suma importância para o avanço da pesquisa farmacêutica e terapias médicas, diz Chanda.

Como funciona

O sensor plasmônico é feito de um pequeno padrão dourado que faz com que os elétrons se movam juntos em ondas. Essas ondas, chamadas plasmons, tornam-se mais fortes com uma configuração óptica especial. Quando uma nova molécula entra no ambiente do sensor, ela muda a forma como os elétrons se movem, o que afeta a forma como a luz é refletida do sensor. Essa mudança na reflexão ajuda a detectar a presença da molécula.

Ao contrário dos biossensores tradicionais que dependem de elementos biológicos como anticorpos ou enzimas, este dispositivo desenvolvido pela UCF usa um aptâmero especialmente projetado — uma fita de DNA sintética — para detectar precisamente a dopamina. Esta abordagem não só torna o sensor mais econômico e fácil de armazenar, mas também permite que o dispositivo detecte a dopamina diretamente do sangue não processado sem qualquer preparação. Este avanço pode ser particularmente valioso em áreas com recursos médicos limitados, pois simplifica o processo de detecção e abre a porta para o diagnóstico de outras condições usando a mesma tecnologia.

Os pesquisadores conseguiram atingir moléculas específicas revestindo a área ativa do sensor com um aptâmero criado especificamente para se prender a um biomarcador específico com grande precisão.

Os resultados do estudo destacam o potencial dos “aptasensores” plasmônicos que usam aptâmeros para detectar e desenvolver ferramentas de diagnóstico rápidas e precisas para monitoramento de doenças, diagnósticos médicos e terapias direcionadas, dizem os pesquisadores.

“Houve inúmeras demonstrações de biossensores plasmônicos, mas todos eles falham em detectar o biomarcador relevante diretamente de fluidos biológicos não processados, como o sangue”, diz Aritra Biswas, Ph.D., principal autora do artigo.

A nova pesquisa se baseia no trabalho anterior da equipe no desenvolvimento de um detector de dopamina, substituindo nanopartículas de óxido de cério por aptâmeros baseados em DNA, aumentando a seletividade do sensor e expandindo sua aplicabilidade para detectar dopamina diretamente em diversas amostras biológicas sem a necessidade de preparação prévia da amostra.

“Este conceito pode ser mais explorado na detecção de diferentes biomoléculas diretamente de sangue não processado, como proteínas, vírus, DNA”, diz Chanda. “Pode haver grande interesse em países em desenvolvimento onde o acesso a laboratórios analíticos é limitado.”