Nanobiossensor baseado em plataforma poli-etilenodiamina/nanotubo de carbono para detecção da proteína NS1 dos vírus dengue e zika

Abstract

As arboviroses são reconhecidas pela Organização Mundial da Saúde como um problema global de saúde, gerando impactos sociais e econômicos relevantes. Nas zonas tropicais e intertropicais do globo terrestre, a infecção por dengue tem sido a mais endemicamente prevalente, embora outras infecções, como a Zika, tenham causado efeitos devastadores, como a Síndrome da Zika Congênita. Considerando-se que o diagnóstico clínico diferencial é uma tarefa difícil, a busca por novos biomarcadores que identifiquem as arboviroses laboratorialmente é desejável. A proteína não estrutural 1 (NS1) tem sido observada nas infecções pelos vírus dengue (DENV) e Zika (ZIKV), circulando na corrente sanguínea do indivíduo infectado durante toda a viremia, com níveis mais elevados na fase inicial da doença, tendo sido detectada no soro e na urina. A proteína NS1, por ser sensível e mais específica para o diagnóstico na fase inicial dessas infecções, tem sido utilizada em muitas pesquisas visando o desenvolvimento de imunossensores, usando diferentes tipos de transdução, tais como: fluorescência, impedância, ressonância plasmônica de superfície, amperometria. Entretanto, a transdução amperométrica, por ser de fácil portabilidade e poder ser usada em pronto-atendimento, tem se mostrado a mais atrativa. Nesta tese foi desenvolvida uma plataforma imunossensora constituída pela eletrossíntese do polietilenodiamina (poli-EDA), a partir da oxidação da etilenodiamina, proporcionando uma espessura controlada e boas propriedades eletroquímicas. O filme de poli- EDA rico em grupos amino-reativos foi utilizado para estrategicamente ancorar nanotubos de carbono (NTC) que aumentam a transferência de elétrons, bem como a área eletroativa da superfície sensora. A incorporação de NTC carboxilados proporcionaram a imobilização, de modo orientado, dos anticorpos monoclonais anti-NS1 por meio de ligações covalentes, permitindo uma alta estabilidade durante as medidas. Todas as etapas de modificações da superfície eletródica foram caracterizadas eletroquímica, estrutural e morfologicamente pelas técnicas de voltametria cíclica, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier com refletância total atenuada (FT-IR ATR) e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. Um sistema de microbalança de cristal de quartzo foi usado para controlar a espessura do poli- EDA eletrossintetizado em ordem de nanoescala (~ 100nm). As respostas analíticas do imunossensor à proteína NS1 foram obtidas por técnica de voltametria de pulso diferencial exibindo uma faixa linear entre 20 e 800 ng/mL; com limite de detecção de 6,8 ng/mL e reprodutibilidade de 97,0%. Este imunossensor foi capaz de detectar a proteína NS1 em indivíduos com dengue e com Zika em amostras de soro e urina enriquecida. A sinergia do poli- EDA e NTC resultou em um filme com grande estabilidade e potencial para imobilização estável de biomoléculas, permitindo a detecção da NS1 em níveis clínicos. O imunossensor desenvolvido mostrou-se com potencial para aplicação no diagnóstico do DENV e ZIKV, podendo ser utilizado em pronto atendimento, viabilizando a coleta de dados clínicos de indivíduos infectados, bem como ser aplicado em estudos epidemiológicos auxiliando no controle e vigilância sanitária de regiões endêmicas.