Biossensor eletroquímico baseado no peptídeo BotrAMP14 para identificação de bactérias clinicamente relevantes

Abstract

A crescente preocupação do sistema de saúde com os impactos das infecções causadas por microrganismos evidencia a urgência por métodos de detecção que sejam rápidos, sensíveis e confiáveis. Biossensores eletroquímicos com nanomateriais oferecem diagnóstico rápido, sensível, específico e de baixo custo, sendo alternativas promissoras aos métodos tradicionais. Este estudo propôs o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico baseado no peptídeo antimicrobiano (PAM) BotrAMP14 para a detecção de Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Klebsiella pneumoniae, bactérias virulentas e principais causadoras de infecções resistentes. A plataforma foi construída utilizando monocamadas automontadas de Cisteína (Cys), seguidas pela deposição de um nanocomplexo formado por Óxido de Grafeno (GO)/Quantum dots de Telureto de Cádmio (QDs CdTe) e imobilização do PAM sobre o eletrodo de ouro. A seleção desses compostos foi fundamentada em suas propriedades: a Cys com alta afinidade por superfícies metálicas via grupo tiol; o GO aumenta a área superficial; os QDs CdTe amplificam a resposta eletroquímica; e o PAM BotrAMP14, com estrutura α-helicoidal e natureza policatiônica, promove interação eletrostática com as membranas bacterianas Gram-positivas e Gram-negativas. A caracterização eletroquímica demonstrou a efetividade da construção da plataforma por meio de Voltametria Cíclica (VC) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), considerando que os voltamogramas mostraram a redução da corrente anódica com o aumento da concentração bacteriana, e a EIE indicou aumento significativo da resistência a transferência de carga (Rct). O sensor apresentou limites de detecção de 10¹ UFC/mL para todas as cepas testadas, com uma resposta linear entre 10¹ e 10⁵ UFC/mL, com coeficientes de determinação superiores a 0,90 para todas as curvas de calibração. O grau de recobrimento (θ) aumentou proporcionalmente à concentração bacteriana, corroborando a interação microrganismo-sensor. A plataforma foi submetida a uma análise complementar por Espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier (FTIR) para verificar a presença dos grupos funcionais presentes na solução de Cys/GO, validando a plataforma como uma alternativa promissora para o diagnóstico de microrganismos.