O ser humano tem marcadores biológicos que podem ser reveladores da sua saúde, ou falta dela. Nesse sentido, cientistas do Instituto Terasaki para a Inovação Biomédica (TIBI) desenvolveram uma lente de contacto que pode captar e detetar exossomas, vesículas do tamanho de nanómetros encontradas em secreções corporais que têm o potencial de serem biomarcadores de diagnóstico do cancro.
Esta tecnologia poderá tornar o rastreio de doenças e condições físicas mais simples e rápido. No fundo, pode salvar vidas.
Lágrimas podem denunciar cancro
A lente foi concebida com microcâmaras ligadas a anticorpos que podem captar exossomas encontrados em lágrimas. Esta lente de contacto de microcâmara de sinalização conjugada com anticorpos (ACSM-CL) pode ser programada para deteção com anticorpos específicos marcados com nanopartículas para visualização seletiva.
Quer isto dizer que a tecnologia empregue poderá traduzir-se numa plataforma potencial para pré-triagem do cancro. Basicamente seria uma ferramenta de diagnóstico de apoio que é fácil, rápida, sensível, rentável e não invasiva.
Os exossomas são formados na maioria das células e secretados em muitos fluidos corporais, tais como plasma, saliva, urina e lágrimas. Outrora pensado como sendo o local de despejo de materiais indesejados das suas células de origem, sabe-se agora que os exossomas podem transportar diferentes biomoléculas entre as células.
Foi também demonstrado que existe uma riqueza de proteínas de superfície nos exossomas – algumas que são comuns a todos os exossomas e outras que são aumentadas em resposta ao cancro, infeções virais, ou lesões. Além disso, os exossomas derivados de tumores podem influenciar fortemente a regulação, progressão e metástase do tumor.
Devido a estas capacidades, tem havido muito interesse na utilização de exossomas para o diagnóstico e prognóstico do cancro/previsão do tratamento. No entanto, isto tem sido dificultado pela complexidade em isolar os exossomas em quantidade e pureza suficientes para este fim. Os métodos atuais envolvem ultracentrífugas e gradientes de densidade tediosos e demorados, que duram pelo menos dez horas a completar.
Outras dificuldades são colocadas na deteção dos exossomas isolados; os métodos comummente utilizados requerem equipamento dispendioso e que consome muito espaço.
Lentes de contacto que podem fazer rastreio de doenças
A equipa da TIBI aproveitou a sua experiência na conceção e fabrico de biossensores de lentes de contacto para eliminar a necessidade destes métodos de isolamento, concebendo o seu ACSM-CL para capturar os exossomas das lágrimas, uma fonte ótima e mais limpa de exossomas do que sangue, urina e saliva.
Também facilitaram e otimizaram a preparação do seu ACSM-CL através do uso de abordagens alternativas. Ao fabricar as microcâmaras para as suas lentes, a equipa utilizou uma abordagem direta de corte e gravação a laser em vez de moldagem convencional para a retenção estrutural tanto das câmaras como das lentes.
Além disso, foi introduzido um método que modificou quimicamente as superfícies das microcâmaras para as ativar para a ligação de anticorpos. Este método foi utilizado em vez das abordagens padrão, nas quais os materiais metálicos ou nanocarbonos devem ser utilizados em ambientes dispendiosos de salas limpas.
A equipa otimizou então os procedimentos para ligar um anticorpo de captura às microcâmaras ACSM-CL e um anticorpo de deteção diferente (controlo positivo) às nanopartículas de ouro que podem ser visualizadas espectroscopicamente. Ambos os anticorpos são específicos para dois marcadores de superfície diferentes encontrados em todos os exossomas.
Resultados animadores na luta contra o cancro
Numa experiência inicial de validação, o ACSM-CL foi testado contra exossomas segregados em sobrenadantes (flutuantes) de dez linhas diferentes de tecido e células cancerígenas. A capacidade de capturar e detetar exossomas foi validada pelas mudanças espectroscópicas observadas em todas as amostras de teste, em comparação com os controlos negativos.
Resultados semelhantes foram obtidos quando o ACSM-CL foi testado com dez amostras diferentes de lágrima recolhidas de voluntários.