Cientistas desenvolvem sensor de nanopartículas de prata para detectar genes que causam perda auditiva

Uma equipe de cientistas da Universidade de Sharjah afirma ter inventado um biossensor capaz de detectar as mutações genéticas responsáveis ​​pela perda da audição.

O sensor, composto por nanopartículas e nanoarranjos de prata, se destaca por sua capacidade de fornecer um diagnóstico preciso e rápido não apenas dos genes responsáveis ​​pela perda auditiva, mas também de outras doenças como câncer, Alzheimer e talassemia, confirmam os cientistas.

Informações sobre a inovação estão incluídas em um artigo de pesquisa publicado no Revista Internacional de Macromoléculas Biológicas.

Os cientistas consideram sua inovação vital, dotando-a do “potencial que pode transformar o diagnóstico médico global ao integrar biossensores SERS em dispositivos de diagnóstico, permitindo a triagem de inúmeras infecções”, de acordo com Mounir Gaidi, professor de Física Aplicada da Universidade de Sharjah e coautor.

SERS, ou Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, é uma técnica analítica que os médicos usam para identificar, detectar e diagnosticar moléculas em concentrações muito baixas. Os cientistas elogiam a SERS como uma técnica analítica, mas eles ressaltam que seu biossensor recém-desenvolvido vem com vários parâmetros que o tornam uma ferramenta de detecção muito mais forte e rápida.

A rapidez de seu biossensor inovador, afirmam os cientistas, o torna essencial não apenas para detectar genes que prejudicam a audição, mas eles afirmam que ele também pode ajudar a prever doenças mortais “como câncer, Alzheimer, talassemia e assim por diante”.

A invenção do novo biossensor ocorre enquanto médicos e especialistas em diagnóstico ainda discutem sobre como desvendar o mecanismo de aprimoramento do SERS na detecção de doenças. “Em nosso artigo de pesquisa, projetamos um biossensor SERS simples e econômico que poderia detectar o DNA mutante do gene causador da surdez, obtido da saliva de pessoas afetadas.”

O biossensor inovador dos cientistas supera os instrumentos disponíveis em termos de tempo que leva para diagnosticar genes de perda auditiva. Ele também é mais estável, mais sensível e tem a capacidade de detectar várias mutações genéticas.

“Além disso, o biossensor desenvolvido supera em estabilidade, reprodutibilidade na detecção de sinal, livre de rótulos e também altamente sensível para baixos níveis de detecção. Nosso estudo visa trazer a criação de arquivos de biblioteca para mutações de surdez para facilitar o diagnóstico clínico em uma abordagem simples e rápida”, diz o Prof. Gaidi.

Os cientistas reconhecem que inovar biossensores que podem detectar infecções rapidamente não é uma tarefa fácil. “Encontrar biossensores rápidos para detectar infecções causadoras de doenças é como procurar a grande busca no campo do diagnóstico médico. Essas técnicas rápidas podem detectá-lo muito rápido em poucos minutos, não exigindo mais uma longa fila de espera para obter resultados”, diz o Prof. Gaidi.

“Nossa pesquisa apresenta o entendimento básico da utilização do SERS como um dispositivo bioanalítico na detecção de mutações de surdez em tempo real. Ela destaca o biossensor SERS rápido, ultrassensível e econômico de mutações de surdez em tempo real no gene GJB2.”

A autora principal do estudo, Arwa Alsafadi, diz que um dos principais alvos da pesquisa é criar um inventário que compreenda dados associados a GJB2 — mutações genéticas que levam a condições de perda auditiva. “Esta pesquisa abre caminho para a criação de arquivos de biblioteca SERS associados a mutações genéticas GJB2 relacionadas à perda auditiva, facilitando o diagnóstico rápido.”

O assistente de pesquisa, Krithikadevi Ramachandran, um coautor, está otimista sobre a descoberta, dizendo que a invenção pode transformar o campo do diagnóstico médico. “Nossas descobertas sobre biossensores sem rótulo SERS para rastrear indivíduos com perda auditiva associada a mutações do gene GJB2 têm o potencial de possivelmente revolucionar a tecnologia de diagnóstico médico em um futuro próximo.”

Sobre os benefícios que a comunidade médica poderia obter do biossensor dos autores, Kais Daoudi, professor de física e coautor, disse que a inovação poderia ser colocada em uma variedade de aplicações vitais para diagnosticar infecções, não apenas aquelas que levam à surdez, mas também a outras doenças difíceis de tratar.

“As aplicações potenciais desses biossensores fabricados são extensas, abrangendo a detecção de mutações associadas à surdez e a capacidade de detectar várias outras mutações genéticas uma vez funcionalizadas.

“A integração desses biossensores em um dispositivo portátil pode melhorar seu uso junto com ferramentas de diagnóstico médico, com o suporte de plataformas analíticas para aplicações em tempo real.”

Questionado sobre a aplicação prática imediata do projeto, o coautor e professor associado Abdelaziz Tlili disse: “O principal objetivo prático do nosso projeto era usar a detecção rápida de SERS de proteínas virais, DNA, biomoléculas responsáveis ​​por causar surtos pandêmicos e infecções relacionadas a órgãos humanos.”

Os autores estão planejando investigações adicionais, pois acreditam que sua pesquisa tem o potencial de estabelecer uma base para tecnologias mais eficientes e amplamente acessíveis, promovendo inovação em vários campos, de acordo com Soumya Columbus, pós-doutoranda e coautora.

O Prof. Gaidi disse que imaginou diversas aplicações práticas para sua descoberta, incluindo a detecção direta de SERS de várias mutações genéticas responsáveis ​​por inúmeros problemas de saúde humana.

“Além disso, essa tecnologia pode ser aplicada em diversos setores, como inspeção de alimentos e testes de qualidade da água para rastrear baixos níveis de substâncias orgânicas. Nosso objetivo é contribuir para a criação de uma biblioteca abrangente para diferentes tipos de mutações genéticas, começando com aquelas que causam perda auditiva e se estendendo a outros problemas de saúde. Essa abordagem promete fornecer diagnósticos rápidos e econômicos.”