Pesquisadores da Sungkyunkwan University, na Coreia do Sul, apresentaram um novo eletrodo chamado SIDNEY (Smart Interfacial Dopamine-sensing platform for NEurons and organoid physiologY) capaz de detectar, sem destruir as amostras, a liberação de dopamina por células e organoides cerebrais vivos em tempo real.
Como funciona o sensor
A plataforma reúne três camadas em escala nanométrica:
- nanopilares de ouro verticais, com cerca de 300 nm de altura, que ampliam a área de contato;
- nanopartículas de ouro de aproximadamente 38 nm, que aceleram a transferência de elétrons;
- uma película de óxido de grafeno, responsável por atrair a dopamina e afastar moléculas semelhantes que poderiam interferir na leitura.
Essa combinação permitiu registrar sinais eletroquímicos de dopamina em concentrações mínimas de 29,5 nM em solução salina padrão e 7,51 nM em fluido cerebrospinal artificial, valores inferiores aos encontrados no cérebro humano (<10 nM).
Validação em diferentes modelos biológicos
O SIDNEY foi testado em três etapas:
- SH-SY5Y: células de neuroblastoma humano diferenciadas em neurônios dopaminérgicos exibiram aumento progressivo de liberação de dopamina ao longo de 12 dias.
- Células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs): apenas neurônios maduros derivados das iPSCs geraram sinais médios de 50,96 µA; células-tronco não diferenciadas e precursores neurais não apresentaram resposta.
- Organoides de mesencéfalo: estruturas com 95 dias de desenvolvimento liberaram dopamina média de 9,16 nM, enquanto organoides de 35 dias ficaram abaixo do limite de detecção, demonstrando distinção entre estágios de maturação.
Mesmo ocupando menos de 3 % da superfície do eletrodo, os organoides maduros produziram sinais claros. Interferentes como serotonina e norepinefrina reduziram o sinal em apenas 3,33 % — sensores convencionais sofreram perdas acima de 2 000 % nas mesmas condições.
Imagem: Nanowerk https
Vantagens em relação a métodos tradicionais
Ao contrário da cromatografia líquida de alta eficiência, que demanda 1 mL de amostra e mais de três horas de preparo, o SIDNEY entrega resultados em cerca de um minuto usando volumes na ordem de microlitros, preservando a viabilidade do material para análises repetidas. A técnica também supera ensaios imunoenzimáticos, que perdem sensibilidade em meios com alta força iônica.
Segundo os autores, o princípio eletroquímico do sensor pode ser aplicado a outros tipos de organoides, como fígado ou coração, onde biomarcadores eletroativos (ex.: ácido úrico, adenosina) são relevantes. A possibilidade de acompanhar a mesma amostra ao longo do tempo abre caminho para triagem de fármacos e estudos de doenças em modelos mais próximos do organismo humano.
Com informações de Nanowerk
