A rápida identificação de doenças e de problemas ambientais é um fator essencial para o aumento das chances de cura e da proteção ao meio ambiente – e consequentemente o aumento da qualidade de vida e do bem-estar da população. Nos últimos anos, novos métodos analíticos vêm sendo apresentados por pesquisadores justamente visando a rápida detecção dos mais diferentes compostos. Com o intuito de preencher estas lacunas atualmente existentes e auxiliar no fomento à inovação do País, os professores Bruno Campos Janegitz e Adriano Lopes de Souza, do Departamento de Ciências da Natureza, Matemática e Educação (DCNME) do Campus Araras da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), realizam um projeto que envolve o desenvolvimento de novas arquiteturas para sensores e biossensores eletroquímicos com o objetivo de se obter diversos fins analíticos. O intuito é justamente desenvolver dispositivos que possam facilitar na identificação de doenças – como anemia falciforme e Parkinson – e serem utilizadas para fins ambientais – como na detecção de pesticidas, metais pesados e fenóis.

No final de 2015, os docentes tiveram um projeto aprovado pela Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado de São Paulo (Fapesp) e assim conseguiram apoio para o desenvolvimento destas tecnologias. “Ainda estamos em etapas iniciais, mas alguns testes já começaram a ser feitos”, ressalta Bruno. O professor afirma que, no caso de Parkinson, o desenvolvimento de biossensores eletroquímicos objetiva disponibilizar alternativas de baixo custo para a detecção de biomarcadores, que seria um predicativo que o paciente possa ter a doença. Já no caso da anemia falciforme – doença que, de acordo com a Associação de Anemia Falciforme do Estado de São Paulo, tem prevalência média de 1 entre 380 nascidos vivos –, propõe-se o desenvolvimento de biossensor que utilize ácido desoxirribonucleico (DNA) para a detecção de mutação relacionada à predisposição à doença. “A ideia é detectar o defeito gênico de maneira rápida para que o paciente faça mais testes e assim consiga tratar a doença precocemente”, explica.

No âmbito da análise ambiental, as novas tecnologias também pretendem oferecer agilidade aos profissionais da área. Para isso, são propostos os estudos de biossensores com as enzimas tirosinase e acetilcolinesterase para a determinação de pesticidas e fenóis. “Com o uso de dispositivos específicos para a detecção de pesticidas, metais pesados e fenóis, conseguiremos ter uma ideia de quão eletroativo serão os novos compósitos que vamos propor utilizando biopolímeros e nanomateriais. Ou seja, utilizamos essas aplicações para verificar se temos um nanomaterial-biopolímero com boa condução”, ressalta. O intuito é desenvolver eletrodos nanoestruturados com nanomateriais para determinar pesticidas e espécies metálicas em amostras de águas naturais e residuárias, buscando desenvolver sistemas de baixo custo e com elevada sensibilidade para a aplicação em campo.

Gabriela Mauruto de Oliveira, aluna do quarto ano do curso de Biotecnologia, realiza sua Iniciação Científica (IC) no âmbito destas pesquisas e acredita que os biossensores são tecnologias com potencial, já que possuem como princípio a especificidade do material biológico para detectar um alvo de interesse, como um DNA mutante ou uma enzima metabólica. “As pesquisas que visam cada vez mais dispositivos viáveis e de baixo custo são de extrema importância, pois atendem a uma demanda que cresce a cada dia com resultados mais rápidos, confiáveis e específicos. Queremos encontrar kits com maior especificidade e com resultados em espaços de tempo cada vez menores para situações importantes. Os biossensores vêm para facilitar o dia a dia – tanto de profissionais da área de saúde ou meio ambiente como da própria população, que se beneficiará diretamente com a utilização destas tecnologias”, ressalta a aluna.

Com o desenvolvimento desses estudos, os pesquisadores esperam patentear os dispositivos e, em seguida, aguardar empresas que possam se interessar pelos produtos para que eles cheguem ao mercado e à população. “A partir desta parceria poderemos desenvolver, em conjunto com o mercado, os dispositivos descartáveis para aplicação prática nos pacientes”, afirma o docente Bruno. Com vigência inicial de dois anos, o projeto apoiado pela Fapesp deve apresentar seus primeiros resultados justamente neste período. “É difícil quantificar o tempo necessário para que as tecnologias estejam consolidadas. Entretanto, em até dois anos, nós esperamos ter os primeiros resultados sólidos para publicações de artigos científicos e patentes e, posteriormente, licenciar os produtos para possíveis empresas interessadas”, prevê Bruno.

Pesquisa inovadora, benefícios mútuos
Para a aluna Gabriela, a experiência direta com os estudos de biossensores está sendo positiva. “O curso de Biotecnologia abrange infinitas áreas e, com o surgimento do laboratório de sensores e nanomateriais no Campus Araras, vi uma oportunidade não só de realizar a IC, mas também de explorar uma área até então desconhecida do meu curso”, conta. Segundo a estudante, dentro do laboratório ela realiza desde tarefas simples de um pesquisador, como o preparo de soluções, até o desenvolvimento dos biossensores em si. “Utilizamos também equipamentos para caracterização e análises mais complexas – como análises químicas, biológicas e também eletroquímicas, sendo esta última totalmente nova para mim”,  afirma. Para o desenvolvimento dos biossensores, ela conta que os alunos envolvidos aprendem todo o procedimento de preparo de soluções e biofilmes, além do preparo dos eletrodos que se tornarão biossensores e a aplicação de nanomateriais, que é considerada uma grande aposta na modificação de eletrodos.

Segundo a estudante, estas atividades lhe ajudarão em seu desempenho acadêmico e também em seu futuro profissional. “O trabalho em grupo com meus colegas e o orientador, todos de cursos diferentes do meu, acabam me ajudando a ver determinados detalhes por outro ponto de vista, o que é fantástico, já que tenho a oportunidade de aprender muito mais do que se estivesse apenas em sala de aula”. Gabriela explica que a chance de colocar em prática o que foi aprendido em aula é algo valioso. “Às vezes não entendemos como determinado princípio funciona. Com os experimentos, podemos utilizar essa base teórica e transformá-la em algo funcional. O desenvolvimento da escrita científica e o contato com equipamentos e técnicas diversas também são constantes e nos fazem sair com uma carga muito grande de aprendizado”, opina.

Para a aluna, o diferencial de fazer IC nesta área é se engajar em atividades que se entrelaçam de forma que o aprendizado e a vivência possam ser os mais completos possíveis. “A experiência dentro do laboratório durante a graduação torna o início da vida profissional mais confortável, pois você tem menos receio e consegue mostrar seu potencial mais facilmente. Por ser uma área diferente da ênfase do meu curso, acredito que possa ser um diferencial por complementar ainda mais a tão abrangente Biotecnologia. Fiquei bem animada de ter encontrado algo tão atual e interessante como o estudo dos biossensores e suas aplicações”, completa.
Para o docente Bruno, projetos como este são importantes para a Universidade, pois além de capacitar recursos humanos, como Gabriela, e estudantes de mestrado e doutorado, é uma oportunidade de mostrar à sociedade o que é feito na academia. “Estes futuros produtos, além de gerarem inovação para o País, podem resultar em dispositivos que irão beneficiar a todos”, finaliza o professor.