Cientistas criam dispositivo que adere aos tecidos do corpo
humano e detecta, em tempo real, a presença desses microrganismos. O
aparelho, mais fino que um fio de cabelo, pode facilitar o diagnóstico
de doenças e monitorar a contaminação em hospitais.
Por: Mariana Rocha
Publicado em 03/05/2012
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Atualizado em 03/05/2012
A colocação do sensor no dente permitirá a identificação
imediata de bactérias na saliva e na respiração. (foto: Manu Manoor)
Quem nunca tomou um antibiótico sem saber qual bactéria o deixou
doente? Embora seja capaz de facilitar o surgimento de microrganismos
resistentes, o uso indiscriminado desses remédios costuma ser
justificado pela demora dos exames laboratoriais. Mas um estudo publicado na Nature Communications pode ajudar a combater o problema.
A pesquisa, feita por um grupo da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, deu origem a um dispositivo capaz de detectar em tempo real a presença de bactérias em tecidos como músculo e dente, além de equipamentos hospitalares. Mais fino que um fio de cabelo, o sensor é formado por diferentes materiais, que o tornam flexível.
A primeira camada do nanossensor é feita de grafeno, material composto por uma folha de carbono de apenas um átomo de espessura. O grafeno é colocado sobre uma camada de eletrodos de ouro e recebe proteínas antibacterianas capazes de se ligar a bactérias específicas. O conjunto é aplicado sobre um filme de seda.
De acordo com o estudo, testes feitos com a bactéria Escherichia coli comprovam que a presença de apenas uma célula bacteriana já altera a corrente elétrica, mostrando que mesmo infecções decorrentes de um pequeno número de bactérias podem ser diagnosticadas.
Durante meia hora, foram colocadas diferentes concentrações da bactéria Staphylococcus aureus sobre o dispositivo, e foi possível ver que, quanto maior a quantidade de bactérias, maior era a corrente elétrica detectada pelos eletrodos.
O passo seguinte foi testar a eficiência do nanossensor em um tecido vivo. O dispositivo foi colocado sobre a superfície de um dente bovino – para simular sua aderência a um dente humano – e posicionado em frente à boca de um voluntário. Cada vez que ele respirava, era possível ver as alterações da corrente elétrica na tela do computador.
Os pesquisadores também aplicaram sobre o dispositivo uma pequena quantidade de saliva humana contendo Helicobacter pylori, bactéria que causa úlcera no intestino e câncer de estômago. Após 15 minutos, o sensor mostrou ser capaz de identificar a presença da bactéria na saliva. O estudo aponta que, caso o procedimento fosse feito em humanos, o diagnóstico seria rápido e indolor.
Apesar de usar eletrodos feitos de ouro, o pesquisador acrescenta que a produção do sensor é de baixo custo. “Após a criação desse protótipo, pretendemos diminuir ainda mais seu tamanho, além de fazer com que o dispositivo identifique exatamente que espécie está causando a infecção.”
Mariana Rocha
Ciência Hoje On-line
A pesquisa, feita por um grupo da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, deu origem a um dispositivo capaz de detectar em tempo real a presença de bactérias em tecidos como músculo e dente, além de equipamentos hospitalares. Mais fino que um fio de cabelo, o sensor é formado por diferentes materiais, que o tornam flexível.
A primeira camada do nanossensor é feita de grafeno, material composto por uma folha de carbono de apenas um átomo de espessura. O grafeno é colocado sobre uma camada de eletrodos de ouro e recebe proteínas antibacterianas capazes de se ligar a bactérias específicas. O conjunto é aplicado sobre um filme de seda.
- O nanossensor é composto por grafeno, que é colocado sobre eletrodos de ouro e recebe proteínas antibacterianas. O dispositivo é aplicado sobre um filme de seda que adere à superfície do corpo. (ilustração: Nature Communications)
De acordo com o estudo, testes feitos com a bactéria Escherichia coli comprovam que a presença de apenas uma célula bacteriana já altera a corrente elétrica, mostrando que mesmo infecções decorrentes de um pequeno número de bactérias podem ser diagnosticadas.
Tecnologia eficaz
O sucesso da nova técnica foi comprovado quando os cientistas aderiram o sensor a uma bolsa de administração intravenosa – as mesmas que são usadas em transplante sanguíneo ou administração de soro.Durante meia hora, foram colocadas diferentes concentrações da bactéria Staphylococcus aureus sobre o dispositivo, e foi possível ver que, quanto maior a quantidade de bactérias, maior era a corrente elétrica detectada pelos eletrodos.
- Quando aderido a materiais hospitalares, o dispositivo pode detectar a presença de bactérias no local, evitando a infecção de pacientes. (foto: Manu Manoor)
O passo seguinte foi testar a eficiência do nanossensor em um tecido vivo. O dispositivo foi colocado sobre a superfície de um dente bovino – para simular sua aderência a um dente humano – e posicionado em frente à boca de um voluntário. Cada vez que ele respirava, era possível ver as alterações da corrente elétrica na tela do computador.
Os pesquisadores também aplicaram sobre o dispositivo uma pequena quantidade de saliva humana contendo Helicobacter pylori, bactéria que causa úlcera no intestino e câncer de estômago. Após 15 minutos, o sensor mostrou ser capaz de identificar a presença da bactéria na saliva. O estudo aponta que, caso o procedimento fosse feito em humanos, o diagnóstico seria rápido e indolor.
Pequeno e inofensivo
Além de identificar rapidamente a presença de bactérias, o nanossensor é muito mais maleável e menor que outros dispositivos similares. Segundo Manu Mannoor, coautor do estudo, a tecnologia é totalmente inofensiva. “O sensor não causa danos ao tecido e as propriedades do grafeno o tornam flexível e de fácil aderência.”
“É possível identificar outros microrganismos trocando o tipo de proteína antimicrobiana que se liga ao grafeno”
As três bactérias estudadas fazem parte da flora bacteriana normal e
causam doença apenas quando há um desequilíbrio no organismo. Mannoor
explica que a intenção do estudo foi descobrir se a tecnologia era
funcional. “É possível identificar outros microrganismos trocando o tipo
de proteína antimicrobiana que se liga ao grafeno.”Apesar de usar eletrodos feitos de ouro, o pesquisador acrescenta que a produção do sensor é de baixo custo. “Após a criação desse protótipo, pretendemos diminuir ainda mais seu tamanho, além de fazer com que o dispositivo identifique exatamente que espécie está causando a infecção.”
Mariana Rocha
Ciência Hoje On-line
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