Nanobioeletrodos baseados em nanopartículas de óxido de zinco, ConA e WGA para detecção de arboviroses

Abstract

As arboviroses dengue, zika, chikungunya e febre amarela se tornaram um problema de saúde pública mundial devido as graves consequências e sequelas que podem provocar na saúde humana, os quais variam de complicações neurológicas ao óbito. O diagnóstico clínico é limitado devido a semelhanças nos sintomas, necessitando de um diagnóstico preciso e de menor custo. A utilização de nanobioeletrodos eletroquímicos baseados em lectinas ou na imobilização viral tem como objetivo a detecção de infecções por arbovírus, apresentando-se como novos dispositivos desenvolvidos para detectar o vírus dengue (DENV), zika (ZIKV), Chikungunya (CHIKV) e febre amarela (YFV). Os biodispositivos desenvolvidos nesse estudo, são compostos por uma camada automontada de cisteína que serve de suporte para acoplar nanopartículas de óxido de zinco (NpZnOx) aminadas, que servirá de ancoragem para lectinas ou até mesmo para a imobilização viral. As etapas de modificação do eletrodo de ouro foram caracterizadas pelas técnicas de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Inicialmente o perfil do eletrodo limpo foi monitorado pela presença de um comportamento eletroquímico limitado por difusão, a partir da obtenção de correntes de pico anódica e catódica características para este processo. Os nanobioeletrodos obtidos apresentaram uma excelente resposta eletroquímica quando expostos aos arbovírus, com diferentes amplitudes de respostas impedimétricas e voltamétricas. O sensore baseado na lectina ConA, WGA e imobilização do ZIKV, demonstraram que são úteis na identificação e discriminação dos vírus DENV, ZIKV, CHIKV e YFV. A EIE demonstrou um aumento da resistência a transferência de carga (RCT) para o sensor baseado em ConA quando exposto ao vírus DENV2 (RCT= 18.6 kΩ) e ao ZIKV (RCT= 14.6 kΩ), supondo-se uma maior interação com os sítios de glicose / manose presentes na estrutura desses vírus. Enquanto o sensor baseado em WGA apresentou um resultado mais expressivo para os vírus DENV4 (RCT= 24.9 kΩ) e ZIKV (RCT= 20 kΩ), supondo a maior interação com os sítios de n-acetilglicosamina / ácido siálico que compõe a estrutura desses vírus. Os resultados também foram satisfatórios para o sensor baseado na imobilização viral do ZIKV, obtendo uma elevada resposta impedimétrica para os anticorpos anti-ZIKV. Os resultados eletroquímicos apresentados, foram confirmados no estudo topográfico pela microscopia de força atômica que demonstrou variações de rugosidade características de superfície na detecção de cada vírus em estudo. Os biossensores baseados em lectinas desenvolvidos reforçam a inovação no diagnóstico de arbovírus pelo perfil sacarídeo das superfícies virais. O biossensor baseado na imobilização do ZIKV, demonstrou ser um novo método útil para captura de anticorpos virais, possibilitando a aplicação para desenvolvimento de protótipos para aplicação no diagnóstico clínico.