53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia

TÍTULO: Imunossensor eletroquímico baseado em anticorpo monoclonal disperso em matriz de polivinil formal e nanopartículas de ouro para a detecção de lipoproteínas de baixa densidade (LDL)

AUTORES: Max Nascimento Egito, E. (UFPE) ; Lima de Oliveira, M.D. (UFPE) ; Palmeira da Costa, M. (UFPE) ; Souza de Andrade, C.A. (UFPE)

RESUMO: O presente trabalho possui como principal objetivo avaliar atividade sensora de anticorpo monoclonal (anti-LDL), imobilizado em matriz composta por polivinil formal (PVF) e nanopartículas de ouro (nanoAu), frente a amostras biológicas obtidas de sangue periférico humano. Os resultados demonstraram que o sistema PVF_nanoAu fornece uma excelente superfície para adsorção de anticorpo monoclonal anti-LDL. Após a adsorção, o anticorpo anti-LDL manteve sua atividade biológica exibindo diversos padrões de reconhecimento frente às amostras de sangue periférico apresentando um limite de detecção de 10 mg/dl. Portanto, verifica-se o grande potencial de aplicabilidade do anticorpo Anti-LDL disperso no sistema PVF_nanoAu para o desenvolvimento de um imunossensor para LDL.

PALAVRAS CHAVES: Impedância eletroquímica; Imunossensor; Anticorpo

INTRODUÇÃO: As lipoproteínas plasmáticas são partículas constituídas por uma parte central de lipídios hidrofóbicos, circundados por uma monocamada de lipídios polares e apoproteínas (Siqueira et al, 2006). São sintetizadas e secretadas pelo fígado (VLDL), intestino (quilomícrons), ou resultam de transformações sofridas por estas partículas, como é o caso da LDL e HDL (Siqueira et al, 2006). O aumento da concentração da lipoproteína de baixa densidade (LDL) é um importante fator de risco para doença arterial coronariana (DAC) (Mykkanen et al, 1999). Além disso, a DAC é uma das principais causas de mortalidade não somente nos países desenvolvidos, mas também em alguns países em desenvolvimento (Cheng et al, 2005).Os anticorpos monoclonais têm sido comumente utilizados para mensurar níveis de colesterol LDL in vivo. A adsorção de anticorpos monoclonais anti-LDL em diferentes substratos, tem sido largamente estudada no intuito do desenvolvimento de imunossensores “point of care”, com aplicação em análises clínicas (Ahmadrajia e Killard, 2013).O presente estudo possui como objetivo analisar a interação do anticorpo monoclonal anti-LDL imobilizado em filme de AuNp_PVF, e avaliar sua capacidade de reconhecimento frente a LDL do soro de pacientes. Atualmente, a aterosclerose é considerada uma doença crônica degenerativa, que quando não diagnosticado pode acarretar em infarto agudo do miocárdio. Desta forma, é de grande interesse o desenvolvimento de novas tecnologias de detecção de LDL, através do uso de ferramentas eletroquímicas, para a análise de biossensores de análise rápida e sensível (Yan et al., 2008

MATERIAL E MÉTODOS: A análise eletroquímica foi realizada através de um Potencistato/Galvanostato Autolab 128N. As medidas voltamétricas (VC) e de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) foram realizadas numa célula eletroquímica convencional de três eletrodos imersos em 20 mL de solução de ferro-ferricianeto de potássio, K4[Fe (CN)6] / K3[Fe(CN)6] (1:1), a 10 mM, atuando como sonda redox. O eletrodo de trabalho utilizado foi o eletrodo de ouro modificado, o eletrodo de referência foi o de Ag∕AgCl saturado com KCl e o contra-eletrodo foi o de platina. As análises de VC foram realizadas em diferentes etapas de construção do biossensor, a um potencial de varredura fixo de -0,2 a 0,7 V, a temperatura ambiente. Os espectros da EIE foram obtidos numa faixa de freqüência entre 100 mHz a 100 KHz com um potencial de amplitude alternada de 10 mV. Foram realizadas análises eletroquímicas do polivinil formal (PVF) a 0,1% em função do tempo de dispersão (5, 10, 15, 20 e 25 minutos). A seguir 150 uL das nanoAu foram diluídas em clorofórmio (60%) e etanol (40%). Posteriormente, foi realizada uma mistura de 1mL de PVF (0,1%) com 150uL da nanoAu. O sistema PVF_nanoAu foi adosrvido sobre a superfície do eletrodo de ouro por incubação por 10 minutos. Em seguida, foi adicionado 1uL do anticorpo anti-LDL sobre a superfície do eletrodo modificado com o sistema PVF_nanoAu por 10 minutos. Posteriormente, o sistema PVF_nanoAu_Anti-LDL, foi exposto a amostras de sangue periférico humano com diferentes concentrações do colesterol LDL (10, 40, 70, 100 e 130 mg/mL). Após cada etapa de modificação do eletrodo, foram realizadas análises de VC e EIE, respectivamente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Fig. 1 demonstra o perfil de adsorção do sistema PVF_nanoAu em diferentes tempos de incubação. Os dados de voltametria cíclica revelou um comportamento característico limitado por difusão do eletrodo de Au limpo e de bloqueio de superfície na presença de PVF_nanoAu.As análises de EIE (Fig. 2) mostram que após a modificação do eletrodo com o sistema PVF_nanoAu e PVF_nanoAu_antiLDL, houve aumento da impedância total do sistema. Após a interação do sistema antiLDL com os soros de LDL (10-130 mg/dl) foi observado um bloqueio quase que total da superfície à passagem de elétrons na concentração de 130 mg/dl, o que denota biointeração entre anticorpo-antígeno.O gráfico de Nyquist mostra o aumento gradativo da resistência de transferência de carga após o processo de biointerção. A resposta impedimétrica do sistema PVF_nanoAu_antiLDL apresentou um de RTC=3,4 kΩ e após a interação anticorpo-antígeno houve um incremento da resposta impedanciométrica, revelando um de RTC=9,8 kΩ para a concentração de 130 mg/dl. Os resultados obtidos neste trabalho reflete a possibilidade de detecção de colesterol LDL por meio das técnicas eletroquímica VC e EIE. Outros autores mostram a viabilidade do uso da espectroscopia de ressonância de plásmons para análise de LDL (Snellings et al., 2004). Desta forma, podemos observar a possibilidade de detecção eletroquímica de LDL baseado em matriz de polivinilformal e nanopartículas de ouro para análise de níveis sanguíneos em pacientes com hipercolesterolemia.

Voltograma Ciclico

Figura 1. Análise de voltametria cíclica em função do tempo do sistema contendo PVF e nanopartículas de ouro (nanoAu).

Impedancia Eletroquimica

Figura 2. Análise impedimétrica do sistema PVF_nanoAu_anti-LDL frente às amostras sanguíneas contendo distintas concentrações do colesterol LDL (10, 40, 70, 100 e 130 mg/dL).

CONCLUSÕES: As análises eletroquímicas revelam a influência do tempo sobre o período de incubação do eletrodo ao sistema PVF_nanoAu. O anticorpo anti-LDL demonstrou ser suficiente para o processo de biodetecção de lipoproteínas de baixa densidade (LDL) contidas nas amostras de soro humano. O sistema PVF_nanoAu_Anti-LDL, conseguiu detectar níveis muito baixo de LDL (10mg/dL) apresentando, demonstrando uma boa sensibilidade. Portanto, biosistema baseado em anticorpo anti-LDL apresenta grande potencial para uso em análises clínicas.

AGRADECIMENTOS: FACEPE, CNPq e Rede Nanobiotecnologia-CAPES

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MYKKANEN, J. K.; HAFFNER, S. M .; LAAKSO, M.; AUSTIN, M. A. 1999. LDL size and risk of coronary heart disease in elderly men and women, Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 19: 2742-2748.

CHENG, O. 2005. Genetic variation of low-density lipoprotein-cholesterol and its clinical implications. Chinese Medical Journal, 118:355–359.

AHMADRAJIA, T., KILLARD, A. J. 2013. The evolution of selective analyses of HDL and LDL cholesterol in clinical and point of care testing. Anal. Methods, 5:3612-3625

YAN, W., CHEN, X., LI, X., FENG, X., ZHU, J. J. 2008. Fabrication of a label-free electrochemical immunosensor of low-density lipoprotein. J. Phys. Chem. B. 112:1275-1281.

SIQUEIRA, A. F. A.; ABDALLA, D. S. P.; FERREIRA, S. R. G. 2006. LDL: da Síndrome Metabólica à Instabilização da Placa Aterosclerótica. Arquivos Brasileiro de Endocrinologia e Metabologia, 50:334-343.

SNELLINGS, S., FULLER, J., PITNER, M., PAUL, D.W. 2004. An acoustic wave biosensor for human low-density lipoprotein particles: construction of selective coatings. Biosensors and Bioelectronics, 19:353-363.