Uma Nova Era na Detecção de Alzheimer: Plataforma de Diagnóstico Ultrassensível do KRISS

Uma nova abordagem para a detecção de Alzheimer

 

O Instituto de Pesquisa de Padrões e Ciência da Coreia do Sul (KRISS) revelou uma plataforma de diagnóstico inovadora que promete revolucionar a forma como a doença de Alzheimer é detectada. O novo método é capaz de amplificar os sinais ópticos de moléculas em mais de cem milhões de vezes. Isso permite a identificação e quantificação extremamente precisas de biomarcadores da doença em quantidades mínimas presentes em fluidos corporais. Com a plataforma, um simples exame de fluido corporal pode quantificar múltiplos biomarcadores com alta confiabilidade e sensibilidade, complementando diagnósticos por imagem e facilitando a detecção precoce e o acompanhamento da progressão da doença.

Os desafios do diagnóstico de Alzheimer

A doença de Alzheimer, um distúrbio neurodegenerativo em que os neurônios cerebrais se deterioram, é a principal causa de demência em todo o mundo, respondendo por cerca de 60% a 70% dos casos. Como não há uma cura definitiva disponível, o diagnóstico precoce e o acompanhamento contínuo são essenciais para um manejo eficaz. Atualmente, o diagnóstico de Alzheimer é feito principalmente por meio de exames de imagem, como PET e ressonância magnética. No entanto, esses exames são caros, custando mais de 1 milhão de KRW (cerca de US$ 750) cada, e exigem instalações especializadas. Além disso, eles só conseguem identificar a doença quando já está em um estágio avançado, dificultando a detecção precoce. Por outro lado, os testes com fluidos corporais, apesar de mais simples, ainda carecem da precisão necessária para serem considerados ferramentas de diagnóstico confiáveis.

A solução do KRISS e o avanço científico

Dois peptídeos no cérebro, o amiloide beta (Aβ) 42 e o Aβ 40, são considerados biomarcadores críticos para o Alzheimer. A medição da concentração desses peptídeos e o cálculo da proporção entre Aβ42/Aβ40 em fluidos corporais permitem uma avaliação precoce do progresso da doença. O problema é que os métodos convencionais, como o imunoensaio de adsorção ligado a enzimas (ELISA), não eram sensíveis o suficiente para detectar e quantificar com precisão esses peptídeos em concentrações ultrabaixas presentes no sangue ou no líquido cefalorraquidiano. Para solucionar isso, a equipe de Metrologia Médica do KRISS desenvolveu uma plataforma de detecção quantitativa e ultrassensível, baseada na Espectroscopia Raman Aumentada por Superfície (SERS). Essa nova tecnologia é mais de 100.000 vezes mais sensível do que os métodos ELISA tradicionais, permitindo a distinção e quantificação precisa de múltiplos biomarcadores.

Inovação em nanopartículas para maior precisão

O SERS é uma técnica analítica que amplifica enormemente os sinais ópticos gerados quando a luz interage com moléculas, usando nanestruturas metálicas. Isso permite a detecção de quantidades mínimas de moléculas. A equipe do KRISS desenvolveu nanopartículas de ouro com formato de “girassol” que geram sinais SERS fortes e uniformes. Esse design supera o problema da não uniformidade do sinal, que é comum em nanopartículas de ouro esféricas. Ao criar uma alta densidade e uma distribuição uniforme de locais de amplificação de sinal, tanto dentro quanto na superfície das partículas, a plataforma consegue gerar sinais fortes e altamente reproduzíveis. Isso se traduz em um desempenho quantitativo excepcional, proporcional à concentração das moléculas-alvo e possibilitando a detecção simultânea de múltiplos alvos distintos.

Resultados impressionantes e perspectivas futuras

Usando essas nanopartículas SERS de multiplexagem, cada uma com um “ID óptico” único, os pesquisadores conseguiram quantificar níveis de Aβ42 e Aβ40 em concentrações extremamente baixas. Eles alcançaram um desempenho que representa um novo recorde mundial em termos de sensibilidade e alcance dinâmico de detecção para análise quantitativa de múltiplos alvos. A doutora You Eun-Ah, cientista principal do Grupo de Metrologia Médica do KRISS, destaca que a plataforma pode ser produzida em larga escala a baixo custo e adaptada para uma ampla gama de biomarcadores. Além do Alzheimer, ela tem um grande potencial para o diagnóstico precoce de outras doenças, incluindo cânceres, distúrbios neurológicos e infecciosos, com alta versatilidade e potencial de comercialização. Esta pesquisa foi financiada pelo Programa de Iniciativa de Pesquisa do Conselho Nacional de Pesquisa em Ciência e Tecnologia (NST) e pelo Programa de Pesquisa Básica do KRISS. Os resultados foram publicados em abril na Biosensors & Bioelectronics, uma das revistas internacionais mais importantes no campo da química analítica.