O Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), unidade da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) em Belo Horizonte (MG), está avançando na criação de novas moléculas para diagnóstico de doenças, utilizando aptâmeros de ácidos nucleicos. Essas pequenas moléculas sintéticas de DNA ou RNA são capazes de se ligar com alta afinidade e especificidade a alvos biomoleculares, permitindo sua utilização em diversas aplicações biomédicas, incluindo biossensores para detecção de câncer e doenças infecciosas.

Dr. Antero Andrade, pesquisador do CDTN, e Dra. Mariane Mello, pós-doc no grupo (Foto: Bianca Wendhausen/CNEN)

Os aptâmeros são desenvolvidos in vitro por meio do método SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment), um processo de evolução molecular que envolve múltiplos ciclos de seleção e amplificação. Inicialmente, uma molécula-alvo é exposta a uma biblioteca de oligonucleotídeos randomizados, permitindo que apenas as sequências com maior afinidade se liguem ao alvo.

Essas sequências são então amplificadas por reação em cadeia da polimerase (PCR) e submetidas a novos ciclos de seleção até que sejam obtidos aptâmeros altamente eficientes. Após o último ciclo, os produtos são submetidos ao processo de sequenciamento para identificação das sequências ligantes, que então podem ser quimicamente sintetizadas para a aplicação desejada.

Conhecidos como "anticorpos artificiais", os aptâmeros apresentam diversas vantagens em relação aos anticorpos convencionais. Eles podem ser sintetizados de forma rápida e reprodutível por seleção in vitro (sem necessidade de animais em sua produção), além de possuírem maior estabilidade e serem menos suscetíveis a degradação. Seu tamanho reduzido – cerca de 20 vezes menor que os anticorpos – permite uma penetração mais eficiente nos tecidos, tornando-os ideais para aplicações in vivo.

Outras vantagens desses anticorpos são a ausência de toxicidade e a imunogenicidade, propriedade de um antígeno de ativar o sistema imunológico, desencadeando uma resposta específica do organismo. Devido a estas características, os aptâmeros têm sido amplamente utilizados em diversas aplicações biomédicas, incluindo: medicina nuclear, imagem, terapia, biossensores e pesquisa básica.

A Unidade de Radiobiologia do CDTN/CNEN tem se dedicado à seleção de aptâmeros para aplicação em biossensores. Esses dispositivos analíticos combinam um elemento de reconhecimento biomolecular, como os aptâmeros, com um transdutor físico, gerando um sinal proporcional à concentração do alvo na amostra analisada.

Biossensores permitem um diagnóstico rápido e podem ser utilizados diretamente no local de atendimento ao paciente, o que é essencial para o manejo de doenças que exigem uma resposta imediata.

Os aptâmeros desenvolvidos pelo CDTN/CNEN são capazes de detectar o antígeno carcinoembrionário (CEA), um biomarcador do câncer colorretal.

Além disso, foram desenvolvidos aptâmeros para detecção específica de bactérias e proteínas virais, como do Zika vírus, vírus da Febre Aftosa e vírus da Febre Amarela, cuja presença possui alto valor diagnóstico.

Um dos diferenciais das plataformas biossensoras baseadas em aptâmeros, os chamados aptasensores, é sua maior estabilidade em comparação aos biossensores convencionais baseados em anticorpos. Enquanto anticorpos podem perder funcionalidade devido a condições inadequadas de estocagem, os aptasensores oferecem uma solução mais robusta e confiável, especialmente em áreas endêmicas, onde o armazenamento adequado de reagentes biológicos pode ser um desafio.

“Aptâmeros representam uma nova plataforma tecnológica para moléculas de reconhecimento, uma alternativa versátil e valiosa as abordagens tradicionais de diagnóstico, com impactos diretos nas áreas de biotecnologia e saúde”, afirmou o pesquisador Antero S. R. Andrade, coordenador da Unidade de Radiobiologia do CDTN/CNEN.

Com essas inovações, “o CDTN/CNEN está contribuindo para o avanço das ferramentas diagnósticas, oferecendo soluções mais eficientes e acessíveis para o diagnóstico precoce de doenças, o que pode impactar significativamente na qualidade do atendimento e no prognóstico dos pacientes”, acrescenta Andrade, que é biólogo com doutorado em Bioquímica e Imunologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Sobre o pesquisador:

Pesquisador Titular da CNEN, membro permanente do Programa de Mestrado e Doutorado do CDTN e responsável técnico pelo laboratório de diagnóstico molecular do CDTN. Tem experiência nas áreas de parasitologia, bioquímica, microbiologia, radiobiologia e aplicações das radiações ionizantes, com foco em diagnóstico molecular da leishmaniose, atenuação de leveduras por radiação gama para vacinas e desenvolvimento de radiofármacos.

Contato: antero@cdtn.br

Texto: Ana Paula Freire/CNEN