Desenvolvimento e Caracterização de Eletroimunossensor Magnético Híbrido CoFe2O4@SiO2–NH2/TiO2:Ag Funcionalizado com Anti-PGL-I para Diagnóstico Rápido da Hanseníase – Parte I

Descrição

A hanseníase, pertencente à categoria das doenças tropicais negligenciadas, permanece como um importante problema de saúde pública, especialmente em países endêmicos como o Brasil, sendo causada pelo Mycobacterium leprae. Apesar dos avanços no tratamento, o diagnóstico precoce ainda representa um grande desafio, principalmente devido à baixa sensibilidade dos métodos convencionais, como a baciloscopia, e à necessidade de infraestrutura laboratorial especializada para técnicas moleculares, como a Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Essas limitações dificultam a identificação de casos em estágios iniciais, especialmente nas formas paucibacilares, favorecendo a manutenção da cadeia de transmissão, o agravamento das incapacidades físicas e o aumento do impacto social da doença. Nesse contexto, torna-se essencial o desenvolvimento de tecnologias diagnósticas mais rápidas, sensíveis, seletivas, portáteis e de baixo custo, capazes de atender às demandas do Sistema Único de Saúde (SUS). Este projeto propõe o desenvolvimento e a caracterização de um eletroimunossensor magnético híbrido baseado em nanocompósitos do tipo core-shell CoFe2O4@SiO2–NH3/TiO2:Ag funcionalizados com anticorpos anti-PGL-I, visando à detecção rápida e sensível de biomarcadores associados à hanseníase. A estratégia combina as propriedades magnéticas da ferrita de cobalto (CoFe2O4), que possibilita a pré-concentração do analito por meio de campo magnético externo, com as características do dióxido de titânio (TiO2), responsável por fornecer elevada área superficial, estabilidade coloidal, biocompatibilidade e grupos funcionais para imobilização biomolecular. A presença de nanopartículas de prata promove maior condutividade elétrica, amplificação da resposta eletroquímica e favorece a formação de monocamadas auto-organizadas para a funcionalização da superfície. A imobilização do anticorpo anti-PGL-I será realizada utilizando ácido 3-mercaptopropiônico (MPA), seguida da ativação química pelos reagentes 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS), permitindo a formação de ligações covalentes estáveis entre a superfície do nanocompósito e as aminas presentes no anticorpo. Posteriormente, será realizado o bloqueio dos sítios reativos remanescentes com albumina de soro bovino (BSA), reduzindo adsorções inespecíficas e aumentando a seletividade do biossensor. Essa estratégia busca preservar a atividade biológica do anticorpo e proporcionar elevada estabilidade ao sistema de reconhecimento molecular. Os nanomateriais serão obtidos por metodologias já consolidadas. A ferrita de cobalto utilizada no projeto encontra-se previamente sintetizada, enquanto o TiO2, dopado com prata, será preparado pelo método de Pechini, seguido da incorporação da ferrita para obtenção da estrutura core-shell. Após a síntese, os materiais serão submetidos a diferentes técnicas de caracterização estrutural, morfológica e química, incluindo difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), análise de área superficial específica (BET), medição do ângulo de contato e espectroscopia UV-Vis. Essas análises permitirão confirmar a formação das fases cristalinas desejadas, avaliar a morfologia das partículas, verificar a presença dos elementos constituintes, monitorar a funcionalização da superfície e analisar as propriedades ópticas e superficiais do material. Após a caracterização, o nanocompósito funcionalizado será utilizado na modificação de eletrodos destinados à construção do eletroimunossensor. Espera-se que essa abordagem resulte em um dispositivo portátil, de baixo custo e com potencial para aplicação em diagnósticos rápidos, contribuindo para superar as limitações dos métodos atualmente empregados na rotina clínica. Além do desenvolvimento tecnológico, o projeto possui forte caráter formativo, proporcionando ao bolsista de iniciação científica treinamento em síntese de nanomateriais, funcionalização de superfícies, caracterizações físico-químicas, organização e análise de dados experimentais, revisão bibliográfica e elaboração de relatórios científicos. Dessa forma, a pesquisa contribuirá para a formação de recursos humanos qualificados nas áreas de nanotecnologia, engenharia de materiais, biomateriais e biossensores aplicados ao diagnóstico de doenças negligenciadas, logo fortalecendo a integração entre pesquisa básica, inovação tecnológica e aplicações em saúde pública. Este projeto conta com parceria da JHS Biomateriais, Medical Prime Quality e integra o projeto aprovado no Edital PQ-2023 – Chamada CNPq Nº 09/2023 – Bolsas de Produtividade em Pesquisa – PQ (Processo 313972/2023-0), Edital 02/2025 - CHAMADA PPSUS - PROGRAMA PESQUISA PARA O SUS: gestão compartilhada em saúde/FAPESQ/CNPq/Decit-SECTICS-MS/SES Nº 02/2025 e Chamada Nº 10/2025 - PPSUS – INOVAÇÃO - Processo: 449955/2025-7. Este projeto de iniciação científica está inserido no contexto de um projeto-guarda-chuva financiado pelo PPSUS (Programa de Pesquisa para o SUS), em parceria com a Secretaria de Estado da Saúde, visando o desenvolvimento de tecnologias para o diagnóstico de doenças negligenciadas. Além do avanço científico na área de biomateriais multifuncionais, a proposta visa a formação de recursos humanos qualificados em nanotecnologia e engenharia de tecidos, alinhando-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS 3 – saúde e bem-estar; ODS 9 – indústria, inovação e infraestrutura) e às políticas de inovação em saúde. Em conjunto, o projeto busca estabelecer as bases para uma plataforma inovadora de diagnóstico da hanseníase, reunindo propriedades magnéticas, semicondutoras e eletroativas em um único sistema multifuncional. Espera-se que os resultados obtidos contribuam para o desenvolvimento de futuras tecnologias diagnósticas aplicáveis ao SUS, assim ampliando as possibilidades de detecção precoce da doença, reduzindo a transmissão e favorecendo o desenvolvimento de soluções nacionais voltadas ao enfrentamento das doenças tropicais negligenciadas.