Biosenssor impedimétrico baseado em nanopartículas magnéticas e peptídeo temphylarata para identificação de bactérias de interesse clínico

Abstract

As infecções associadas aos cuidados de saúde (IRAS) são uma grande preocupação global, levando ao aumento da morbidade, mortalidade e custos de saúde. A detecção precisa e oportuna de patógenos microbianos é fundamental para o manejo e prevenção dessas infecções. Os métodos convencionais de detecção microbiana, como técnicas de cultura, reação em cadeia da polimerase (PCR) e imunoensaios, embora amplamente utilizados, apresentam desvantagens significativas. Estes incluem longos tempos de processamento, custos elevados e a necessidade de equipamento especializado e pessoal qualificado. Biossensores eletroquímicos surgiram como uma abordagem promissora e inovadora para detecção bacteriana rápida e sensível. Ao converter interações biológicas em sinais elétricos mensuráveis, esses biossensores oferecem detecção em tempo real com alta sensibilidade e especificidade. Nanopartículas como as magnéticas (Fe₃O₄) desempenham um papel crucial no aprimoramento de plataformas eletroquímicas, oferecendo alta condutividade, área superficial e propriedades magnéticas. As napartículas de ouro juntamente com a quitosona formam o núcleo-casca que adiciona a plataforma sensora a propriedade de estabilidade. Esses recursos melhoram a sensibilidade, permitindo uma detecção mais rápida e precisa em aplicações de biossensor. Os peptídeos antimicrobianos (AMPs) estão emergindo como biorreceptores promissores em plataformas de biossensores eletroquímicos devido à sua capacidade de se ligar e romper seletivamente as membranas microbianas. Sua atividade de amplo espectro, estabilidade e facilidade de funcionalização tornam os AMPs ideais para aumentar a sensibilidade e a especificidade da detecção bacteriana. O presente trabalho propôs o desenvolvimento de uma plataforma biossensora baseada em monocamadas automontadas de cisteína, Fe3O4 funcionalizadas com quitosana (núcleo-casca) e o peptídeo Temphylarata (TEM) para a detecção de microrganismos de interesse clínico. Microscopia de força atômica (AFM) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) foram usados na caracterização dos nanomateriais. Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e voltametria cíclica (VC) foram usados na caracterização de montagem da plataforma e detecção dos microrganismos alvo. Bactérias Gram-positivas e Gram-negativas como a Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter baumannii foram preparadas e suspensas em meio aquoso em diferentes concentrações e submetidos a testes com eletrodos de ouro funcionalizados com a plataforma sensora nanoestruturada contendo o peptídeo TEM. O biossensor proposto se mostra promissor como técnica de auxílio aos métodos tradicionais de detecção de microrganismos.