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Jun 24, 2023

Isto é ouro: nanopartículas de ouro na inovação diagnóstica

23 de setembro de 2022 10:25 Megan Muroski, PhD, gerente sênior de produtos, negócios de ciências biológicas da Merck, compartilha como as nanopartículas de ouro continuam a oferecer promessas em inovação em diagnóstico. Ouro da Shutterstock

23 de setembro de 2022

10:25

Megan Muroski, PhD, gerente sênior de produtos, negócios de ciências biológicas da Merck, compartilha como as nanopartículas de ouro continuam a oferecer promessas em inovação em diagnóstico.

Shutterstock

Nanopartículas de ouro, ilustração 3D. Formação biotecnológica e científica

As nanopartículas oferecem uma grande promessa para aplicações em pesquisas biomédicas e terapias clínicas. As nanopartículas, caracterizadas como de tamanho inferior a 100 nm, possuem propriedades físico-químicas únicas, incluindo alta relação entre área superficial e volume, fortes intensidades de sinal e químicas de superfície ajustáveis. Devido às suas grandes áreas superficiais, os nanomateriais podem carregar uma variedade de moléculas, como anticorpos, DNAs e corantes orgânicos, tornando-os úteis para detectar baixas concentrações de analitos. Eles também são facilmente funcionalizados, permitindo que múltiplos alvos sejam medidos simultaneamente.

O uso de materiais, como óxido de ferro e ouro, tem sido amplamente explorado para o campo da nanomedicina por oferecerem características desejáveis ​​e incomparáveis ​​para métodos de detecção química e biológica. As nanopartículas de ouro são fáceis de sintetizar, estão comercialmente disponíveis e são consideradas biocompatíveis, o que as torna reagentes ideais para uso em muitas aplicações, incluindo bioimagem, nanomedicina e diagnóstico. Além disso, as nanopartículas de ouro possuem uma ressonância plasmônica de superfície localizada que resulta em sua característica cor vermelho rubi, que pode mudar para roxo, dependendo do tamanho da partícula; isso os torna particularmente adequados para leituras colorimétricas, como ensaios de fluxo lateral (LFAs). Além disso, as nanopartículas de ouro apresentam excelente biocompatibilidade e estabilidade, o que é crucial para testes de diagnóstico.

Devido ao aumento da procura por testes rápidos durante a pandemia da COVID-19, as nanopartículas de ouro foram catapultadas para a corrente principal dos materiais de teste. O uso de ensaios de fluxo lateral baseados em nanopartículas de ouro (GNP) para detecção de doenças como COVID-19 demonstrou um bom equilíbrio entre complexidade e alta sensibilidade. No desenvolvimento de fluxo lateral, a sensibilidade do repórter no ensaio depende da leitura visual. Há muitos fatores a serem considerados durante o desenvolvimento, pois os repórteres precisam gerar o maior sinal possível, mas também ser pequenos o suficiente para viajar através da membrana e se ligarem a alvos moleculares. Outras limitações dos testes rápidos incluem baixa sensibilidade e reatividade cruzada. As nanopartículas de ouro podem superar essas limitações, pois podem ser feitas para ter aproximadamente o mesmo tamanho dos anticorpos, permitindo uma leitura 1:1 com um sinal grande e uma linha de teste facilmente visível. Além disso, as nanopartículas de ouro podem ser facilmente modificadas, permitindo uma série de aplicações baseadas na química de sua superfície, como a detecção do anticorpo hospedeiro (sorológico) ou antígeno. Sua adequação e estabilidade proporcionam valor adicional para diagnósticos no local de atendimento, muitas vezes sensíveis ao preço. Os diagnósticos de testes rápidos precisam ser baratos, fáceis de operar e livres de instrumentos.

A extensa pesquisa em testes de fluxo lateral de nanopartículas de ouro resultou em melhorias significativas em sua sensibilidade, especificidade e desempenho geral. Apesar do progresso significativo, permanecem outros desafios para os GNP-LFAs, incluindo a melhoria da reprodutibilidade da síntese de nanopartículas de ouro e a falta de protocolos regulamentares para o desenvolvimento e caracterização de nanomateriais, o que limitou a integração convencional de ensaios. Esta é uma tarefa tremendamente desafiadora, uma vez que as regulamentações globais podem variar e o número de diversos nanomateriais está em constante expansão. No entanto, é importante compreender, avaliar e gerir os riscos para garantir que os padrões de qualidade e regulamentares sejam cumpridos. Empresas como a Merck desenvolveram o sistema M-Clarity para ajudar os pesquisadores da indústria a escolher materiais com a correta conformidade com os padrões. Apesar destes desafios, as nanopartículas de ouro estão a tornar-se cada vez mais disponíveis comercialmente com caracterização e controlos de qualidade rigorosos. Isto pode abrir caminho para uma solução universal de testes rápidos que esteja prontamente disponível e seja aceita em todo o mundo.