Notícia com publicação científica
Pesquisadores desenvolvem sensores eletroquímicos descartáveis que usam DNA para viabilizar diagnósticos de baixo custo
Sensores de baixo custo desenvolvidos com eletrodos revestidos com DNA poderiam ser utilizados em consultórios médicos ou em casa para o diagnóstico de várias doenças infecciosas
Divulgação, MIT
1 de julho de 2025, 13:57

Fonte

Anne Trafton, MIT News

Publicação Original

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Áreas

Análises Clínicas, Bioeletrônica, Bioengenharia, Biologia, Biomateriais, Biomedicina, Bioquímica, Biotecnologia, Engenharia Biomédica, Genética, Genômica, Microbiologia

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Resumo

Pesquisadores do MIT desenvolveram um novo sensor eletroquímico que usa um eletrodo revestido de DNA com uma enzima de corte de DNA que pode reagir à presença de um alvo, como um gene cancerígeno, viabilizando o diagnóstico local com baixo custo.

Para resolver o desafio da ‘vida útil’ da camada de DNA, os pesquisadores acrescentaram uma camada polimérica que protege os sensores por até 2 meses, mesmo em condições de alta temperatura.

A nova tecnologia poderia ser usada para desenvolver diagnósticos mais baratos para doenças infecciosas, como HPV, HIV ou mesmo doenças infecciosas emergentes, que poderiam ser usados ​​em consultórios médicos ou em casa.

Foco do Estudo

Desenvolver nova tecnologia de sensores eletroquímicos com DNA com vida útil mais longa e que possa realizar com eficácia o diagnóstico de várias doenças infecciosas.

Estudo

Utilizando um eletrodo revestido com DNA, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram uma tecnologia descartável para diagnóstico ​​que pode ser adaptada para detectar uma variedade de doenças, incluindo câncer ou doenças infecciosas como gripe e HIV.

Sensores eletroquímicos funcionam medindo mudanças na corrente elétrica quando uma molécula-alvo interage com uma enzima. Com este conceito, os sensores desenvolvidos no MIT consistem em DNA aderido a um eletrodo com uma fina camada de ouro, laminado sobre uma folha de plástico. O DNA é fixado ao eletrodo por meio de uma molécula contendo enxofre conhecida como tiol.

Para completar a funcionalidade, os pesquisadores utilizaram uma enzima de corte de DNA encontrada no sistema de edição genética CRISPR. Quando um alvo, como um gene cancerígeno, é detectado pela enzima, ela começa a cortar o DNA do eletrodo de forma não específica, alterando o sinal elétrico produzido.

Com a tecnologia, os sensores baseados em DNA – cuja fabricação custa apenas cerca de 50 centavos de dólar (cerca de R$ 2,70) – podem viabilizar uma maneira mais barata de diagnosticar muitas doenças em regiões com poucos recursos, afirmou a Dra. Ariel Furst, professora de Engenharia Química no MIT e autora sênior do estudo.

Xingcheng Zhou, doutoranda do Departamento de Engenharia Química do MIT, é a autora principal do artigo, publicado na revista científica ACS Sensors.

Nosso foco está em diagnósticos aos quais muitas pessoas têm acesso limitado, e nosso objetivo é criar um sensor para uso local. As pessoas nem precisariam estar em uma clínica para usá-lo. Seria possível fazer isso em casa

Dra. Ariel Furst, professora de Engenharia Química no MIT

Resultados

Uma das principais limitações deste tipo de sensores eletroquímicos é que o DNA que reveste o eletrodo se decompõe rapidamente, de modo que os sensores não podem ser armazenados por muito tempo e suas condições de armazenamento devem ser rigorosamente controladas, limitando onde podem ser usados.

Mas, no novo estudo, os pesquisadores estabilizaram o DNA com um revestimento de álcool polivinílico (PVA), um polímero que protegeu o DNA dos sensores por pelo menos dois meses, podendo suportar temperaturas de até cerca de 65°C.

Após dois meses, os pesquisadores enxaguaram o polímero e demonstraram que os sensores ainda conseguiam detectar o PCA3, um gene do câncer de próstata que pode ser encontrado na urina, frequentemente usado para diagnosticar a doença.

Esse tipo de teste poderia ser usado com uma variedade de amostras, incluindo urina, saliva ou swabs nasais.

Os pesquisadores esperam usar essa abordagem para desenvolver diagnósticos mais baratos para doenças infecciosas, como HPV ou HIV, que poderiam ser usados ​​em consultórios médicos ou em casa. Segundo os pesquisadores, essa abordagem também poderia ser usada para desenvolver testes para doenças infecciosas emergentes.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Ariel Furst

Professora de Engenharia Química no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT)

Xingcheng Zhou

Doutoranda do Departamento de Engenharia Química do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT)

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica ACS Sensors (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

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