MICROLABORATÓRIOS UMA REALIDADE
SIFEP
Prof. Wilmar Nunes de Brito
A aceleração do tempo é uma constante que, hoje, não pode ser relegada. A cada dia, surgem novos processos evolutivos em todas as áreas da eletrônica moderna. Novas realidades surgem como bioships, efeito de campo fotônico, transmissor emissor, biossensor portátil nanoestruturada,
microarrays, etc. Nesse mundo novo, que surge como um furacão diante dos nossos olhos, quando o dirigimos para a área das análises clínicas, a apreensão toma conta da nossa realidade. Os avanços com os microlaboratórios, passam a ser preocupantes, haja vista que, com eles, possivelmente os laboratórios de análises e de patologia clínica, dentro de pouco tempo, poderão ser coisa do passado.
Atualmente, grandes avanços na tecnologia levam a essa idéia, pois, graças aos biochips, minúsculos microlaboratórios fabricados com a mesma tecnologia com que são feitos os microprocessadores de computador, realizarão os exames laboratoriais no próprio consultório médico, dando resultados imediatos. Uma única gota de fluido corporal será suficiente para a realização desses exames. Isso iria, por si só, tornar a coleta de criança menos traumática com relação ao modo com que se faz hoje.
A maioria dos biochips desenvolvidos até hoje é baseada em microcanais construídos em lâminas de vidro ou silício. O sangue é bombeado através desses microcanais, em cada um dos quais ele se depara com reagentes específicos para diversas proteínas. Isso permite que um mesmo microchip detecte vários tipos de doenças em um único exame. Há pouco tempo atrás, pesquisadores europeus criaram transistores emissores de luz a partir de filmes orgânicos - filmes são películas muito finas. Esses materiais são orgânicos porque são baseados em polímeros derivados do carbono, mais especificamente são plásticos à base dele. O plástico é transformado em um filme muito fino, de um micrômetro ou menos de espessura, que é depositado sobre uma superfície ou substrato.
Neste caso, a pastilha de silício onde será construído o chip e todos os minúsculos canais por onde os fluidos a serem analisados serão direcionados até os sensores. com espaçamentos entre os eletrodos de apenas 10 micrômetros. Com a vantagem de que, sendo construído diretamente com as técnicas da eletrônica mais moderna, quando for fabricado em larga escala ele poderá ter essas dimensões reduzidas para a casa dos nanômetros. Atualmente, esse estudo tomou novos rumos e a equipe do Dr. Christoph Wälti, da universidade inglesa de Leeds, adotou um enfoque diferente, muito mais parecido com os próprios chips de computador. Ao invés de lâminas de vidro, ele utilizou uma malha de eletrodos, parecida com os pinos de um microprocessador, só que muito bem menores. O protótipo apresentado pelos cientistas é muito menor do que os microlaboratórios já disponíveis. A vantagem de trabalhar com filmes finos é bastante clara em termos da pequena quantidade de material necessária para construir um dispositivo funcional", diz Michele Muccini, coordenador do projeto OLAS (Organic Electrically Pumped Laser). "Não apenas criamos um dispositivo eletrônico completamente funcional na forma de um transístor de efeito de campo (FET), mas também fomos capazes de fazê-lo gerar luz", explica Muccini. E os sensores mais precisos para as análises a serem feitas dentro dos biochips funcionam justamente à base de luz.
Muitas vezes, como em toda história da ciência, realiza-se um trabalho científico tendo um determinado enfoque e, por algum motivo, a experiência leva a um resultado diferente do objetivo inicial. Foi o que aconteceu com a equipe de Mancine, coordenador do OLAS. Embora o objetivo do projeto fosse gerar laser a partir das películas orgânicas, o que se conseguiu foi um transístor emissor de luz - que emite luz, mas não a luz polarizada de um laser – isso foi um avanço extremamente importante e inédito, algo que nenhum outro grupo de pesquisadores havia conseguido fazer. Os cientistas chamam a sua abordagem de "efeito de campo fotônico em heterojunção". Efeito de campo refere-se ao controle de uma carga elétrica em um semicondutor, enquanto uma heterojunção é a interface entre duas camadas de diferentes materiais semicondutores. É a primeira vez que se consegue integrar, numa mesma estrutura, tanto os efeitos semicondutores usados nos transistores tradicionais, quanto a funcionalidade fotônica.
Dentro, ainda, do que se refere à matéria, outro grande avanço foi conseguido pelos cientistas da Universidade de Leeds, na Inglaterra. é com relação a anticorpos artificiais. As técnicas convencionais de detecção das doenças utilizam sensores que nada mais são do que anticorpos, que funcionam como receptores para as proteínas indicativas de doenças que estão sendo procuradas. Esses anticorpos não são muito estáveis quando são conectados aos sensores. Isso significa que eles tendem a perder rapidamente sua especificidade, fazendo com que o biochip não seja mais capaz de identificar corretamente aquela doença. Para resolver esse problema, o Dr. Paul Ko Ferrigno, outro membro da equipe, criou um anticorpo artificial extremamente robusto, chamado peptídio aptâmero. Ele é tão estável que pode ser grudado nos eletrodos do novo biochip e manter sua capacidade de se ligar a proteínas-alvo específicas. Cada eletrodo do biochip recebe seu próprio peptídio aptâmero. Quando uma proteína se liga a ela, um sinal eletrônico é gerado no eletrodo e enviado para a central de processamento do biochip, que "acende a luz" indicativa da doença específica que aquela proteína indica.
Hoje, como sabemos, os problemas encontrados no que se referia à dificuldade da leitura dos resultados, já estão sendo resolvidas. Os microlaboratórios em estudo, oferecem um grande número de sensores em uma pequena área, uma análise eletrônica efetiva e uma molécula-sensor muito robusta capazes de, com maior sensibilidade, identificar as proteínas-alvo. Os resultados oriundos das análises feitas pelos microlaboratórios não são mais obtidos por meio dos grandes e caros analisadores de espectro, utilizados para medir as variações na luz depois que ela interage com a amostra e identificar as biomoléculas, os quais foram substituídos por quatro LEDs simples, cada um deles emitindo luz pulsada em diferentes comprimentos de onda. Depois de refletida pelas amostras a serem analisadas, a luz composta dos quatro LEDs é capturada por um único fotodiodo. A corrente de saída do fotodiodo é uma onda composta que pode então ser demultiplexada para indicar a identidade das moléculas encontradas.
À sombra dos avanços tecnológicos apresentados, fica claro que mudanças deverão ocorrer em torno dos laboratórios de análises clinicas, pois, com o advento dos microlaboratórios, a tendência é que eles deverão ser adquiridos pelos próprios médicos no seu próprio consultório. Com um uso de, apenas, uma gota de líquido corporal que pode ser sangue, urina, lágrima, saliva, etc., os microlaboratórios, através de métodos disponíveis de análises químicas e biológicas mais precisos, poderão ser detectadas as doenças do paciente, num período de tempo que não excederá os 30 minutos.
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