Medir os níveis de cobre no corpo desempenha um papel crucial no diagnóstico e tratamento de doenças relacionadas a distúrbios do metabolismo, como a doença de Alzheimer, a doença de Wilson, a síndrome de Menkes e vários tipos de câncer. Além disso, determinar com precisão o conteúdo de cobre é essencial para avaliar a eficácia de novos medicamentos contendo cobre e estudar seu acúmulo nos tecidos do corpo.
Isso vem sendo feito por especialistas do NUST MISIS, dos Estados Unidos. Eles desenvolveram um sensor universal de alta precisão capaz de medir concentrações fisiológicas de cobre em tempo real. Ele foi usado com sucesso para determinar o conteúdo de cobre em várias amostras biológicas, variando de células individuais a órgãos inteiros. A pesquisa abre novas perspectivas para diagnosticar e monitorar doenças relacionadas a distúrbios do metabolismo do cobre.
De acordo com os cientistas, o novo sensor tem várias vantagens sobre os análogos existentes: é mais preciso, fornece resultados em tempo real e torna o processo de medição menos invasivo. A singularidade desse desenvolvimento está na criação do primeiro sensor universal em nanoescala capaz de medir tanto objetos microscópicos de 10-100 mícrons quanto órgãos inteiros, explicaram os autores do estudo. Outros sensores existentes eram tipicamente projetados para tarefas específicas e eram significativamente maiores, o que limitava severamente sua aplicação, especialmente em pesquisas biomédicas.
“Anteriormente, tais estudos exigiam um grande número de animais, pois o procedimento de medição era invasivo e necessitava da coleta de amostras de tecido em vários pontos de tempo. O novo sensor permite várias medições nos mesmos animais, reduzindo significativamente o número de animais experimentais necessários e aumentando a precisão e a integridade dos dados obtidos”, disse Roman Timoshenko, engenheiro do laboratório de pesquisa científica de biofísica da NUST MISIS.
Ele acrescentou que esse desenvolvimento já permite um monitoramento mais preciso dos níveis de cobre em estudos de doenças relacionadas a distúrbios do metabolismo. Durante a pesquisa, foram usados capilares de quartzo nanométricos modificados com carbono, ouro e um composto especial para ligação específica de cobre. O princípio de detecção é baseado na reação eletroquímica de oxidação e redução do cobre, registrada por voltametria cíclica.
“A equipe de pesquisadores da NUST MISIS, liderada por Alexander Yerofeev, vem trabalhando há vários anos na criação de tecnologias inovadoras para a medicina que simplificarão o diagnóstico e o tratamento de muitas doenças no futuro – Alzheimer, doença de Wilson, síndrome de Menkes e vários tipos de câncer. O novo sensor de alta precisão para medir os níveis de cobre no corpo desenvolvido por nossos cientistas tem várias vantagens sobre os análogos existentes: é mais preciso, menos invasivo e fornece resultados mais rápidos”, disse Alevtina Chernikova, reitora da NUST MISIS.
O próximo passo dos cientistas é integrar o sensor em um dispositivo compacto projetado para monitoramento de longo prazo de metais em organismos vivos.