Pesquisadores da Universidade Sungkyunkwan, na Coreia do Sul, apresentaram um eletrodo em nanoescala capaz de detectar, em tempo real, a liberação de dopamina por organoides de cérebro médio. A tecnologia, batizada de SIDNEY (Smart Interfacial Dopamine-sensing platform for NEurons and organoid physiologY), atinge limites de detecção de 29,5 nM em solução salina e 7,51 nM em fluido cerebroespinhal artificial.
O sensor reúne três componentes em camadas: nanopilares de ouro com cerca de 300 nm de altura, nanopartículas de ouro de aproximadamente 38 nm e um revestimento de óxido de grafeno. Os nanopilares ampliam a área ativa; as nanopartículas aceleram a transferência de elétrons; já o óxido de grafeno aumenta a seletividade, afastando moléculas interferentes e atraindo a dopamina por interações eletrostáticas e de empilhamento π-π.
Testes indicaram que a plataforma sofre interferência de apenas 3,33% quando dopamina é misturada a neurotransmissores semelhantes, contraste com perdas de sinal superiores a 2.000% em eletrodos convencionais. A medição leva cerca de um minuto e utiliza volumes de poucos microlitros, preservando a viabilidade das amostras.
Validação biológica
Para comprovar a aplicação biológica, o grupo cultivou células SH-SY5Y diretamente sobre o sensor e acompanhou, durante 12 dias, o aumento da liberação de dopamina à medida que as células se diferenciavam em neurônios dopaminérgicos. Em seguida, neurônios obtidos de células-tronco pluripotentes induzidas registraram correntes médias de 50,96 μA, enquanto células não neuronais não geraram sinal detectável.
O desafio principal envolveu organoides de cérebro médio com 35 e 95 dias de desenvolvimento. Embora ambos expressassem marcadores dopaminérgicos, apenas os organoides mais maduros mostraram liberação quantificável, em torno de 9,16 nM. Cada organoide ocupou menos de 3% da superfície sensora, demonstrando a sensibilidade da abordagem.
Imagem: Nanowerk https
Vantagens sobre métodos tradicionais
Análises convencionais, como cromatografia líquida de alta eficiência, demandam amostras de 1 mL e mais de três horas de processamento. Ensaios imunológicos enfrentam perda de desempenho em soluções com alta força iônica. O SIDNEY, ao contrário, oferece medição rápida, não destrutiva e seletiva, permitindo acompanhar a evolução funcional do mesmo organoide ao longo do tempo.
Segundo os autores, a estratégia pode ser adaptada para detectar outros compostos eletroativos em modelos de fígado, coração e demais sistemas derivados de células-tronco, ampliando perspectivas para triagem de fármacos e estudos de doenças em nível individual.
Com informações de Nanowerk
