Um sistema à base de fósforo negro detecta micro-RNA no humor aquoso, permitindo o diagnóstico seguro do Linfoma do Sistema Nervoso Central Primário
O diagnóstico precoce do linfoma primário do sistema nervoso central (PCNSL) permanece um desafio porque as biópsias cerebrais são invasivas e as imagens muitas vezes carecem de especificidade molecular. Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Shenzhen desenvolveu agora um sensor plasmônico de fibra óptica minimamente invasivo capaz de detectar microRNAs associados a PCNSL no humor aquoso do olho com sensibilidade attomolar.
No centro da abordagem está uma interface de ressonância plasmônica de superfície (SPR) projetada com fósforo preto (BP). Uma camada ultrafina de BP é depositada em uma ponta de fibra revestida de ouro. Devido à diferença de função de trabalho entre BP e ouro, os elétrons são transferidos do BP para o filme de Au, criando um campo elétrico native fortemente aumentado na interface metal-semicondutor. Esta nanointerface de transferência de carga BP-Au amplifica as alterações do índice de refração na superfície com muito mais eficiência do que os chips SPR convencionais somente de steel, permitindo a detecção de interações moleculares que de outra forma seriam muito sutis para serem resolvidas e empurrando o limite de detecção para 21 attomolar sem amplificação de ácido nucleico. A camada BP também fornece uma superfície biocompatível de alta área para imobilizar repórteres de RNA.
Para alcançar a especificidade da sequência, os pesquisadores integraram o CRISPR-Cas13a, uma nuclease guiada por RNA que se torna cataliticamente ativa apenas quando sua sequência alvo é perfeitamente compatível com um RNA CRISPR projetado (crRNA). Quando o microRNA alvo (miR-21) está presente, o Cas13a ativado cliva os repórteres de RNA ligados à superfície da fibra modificada pela BP, liberando nanopartículas de ouro e reduzindo o índice de refração native. O deslocamento óptico resultante é lido em tempo actual através da resposta SPR da sonda de fibra aprimorada por BP, fornecendo detecção resolvida por nucleotídeo único diretamente na interface plasmônica.
Com esta estratégia combinada, o sensor atingiu um limite de detecção de 21 atomolares no buffer e distinguiu com sucesso microRNAs incompatíveis de base única. Em testes em amostras de humor aquoso de pacientes com PCNSL, o ensaio CRISPR-BP-FOSPR produziu resultados que correspondiam estreitamente aos dados clínicos de qPCR, apesar de operar sem quaisquer etapas de amplificação.
Como a aspiração do humor aquoso é um procedimento oftálmico minimamente invasivo, esta plataforma plasmônica orientada por BP pode oferecer uma rota prática para triagem precoce de PCNSL, monitoramento longitudinal e, potencialmente, o diagnóstico de outras doenças neurológicas refletidas em biomarcadores de fluido ocular. De forma mais ampla, o trabalho mostra como as interfaces de transferência de carga baseadas em fósforo preto podem ser usadas para projetar biossensores integrados em fibra de próxima geração que combinam extrema sensibilidade com precisão molecular.
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