Defesa de Tese de Doutorado #425 – Pedro Rodrigues de Almeida III – 08/03/2024

Em 2021, a ONU especificou diversas ações para atingir a meta de, até o ano de 2030, retirar a AIDS da lista de ameaças à saúde pública. Entre essas ações podemos destacar o apoio ao progresso na pesquisa sobre antirretrovirais à base de microbicidas. Assim, é necessário o desenvolvimento de novos medicamentos anti-HIV e tecnologias que permitam o controle da qualidade destes medicamentos, implicando a sua utilização segura pelos seres humanos. Recentemente, vários estudos relataram as propriedades antivirais das proteínas recombinantes Cianovirina-N (rCV-N), Sictovirina (rSVN) e Grifitisina (rGRFT), que são microbicidas contra o HIV.

Visando auxiliar na produção e no controle de qualidade desses microbicidas, desenvolvemos dispositivos com base em grafeno, estruturado como um transistor de efeito de campo sensível a íon. A funcionalização destes dispositivos com anticorpos apropriados tornou-os seletivos para as proteínas citadas acima. A caracterização dos imunossensores foi realizada a partir de medida elétricas dos dispositivos, quando em contato com soluções em diferentes concentrações do material biológico estudado.

Medimos mudanças na condução elétrica do grafeno devido à formação de um complexo imune entre os anticorpos imobilizados sobre o grafeno e as proteínas alvo das soluções com material biológico. Estas medições confirmaram a seletividade dos imunossensores desenvolvidos para as proteínas alvo, demonstrando o sucesso do processo de funcionalização do dispositivo.

Desenvolvemos um modelo para explicar o funcionamento do imunossensor desenvolvido nesse estudo, no qual é proposto que efeitos capacitivos são responsáveis pela geração de sinais, de forma que a formação do complexo imune altera distribuição das cargas elétricas na proximidade do grafeno. A partir de medidas sob ação de campo magnético demonstramos a validade do modelo proposto. Fomos capazes de estabelecer curvas de calibração para imunossensores de rCV-N e rSVN e determinar a concentração limite para detecção dos imunossensores na ordem de pg/mL.

Demonstramos que os imunossensores desenvolvidos são capazes de detectar as proteínas-alvo mesmo em soluções complexas. Isso foi demonstrado utilizando soluções, brutas e semi-purificadas, provenientes de sementes de soja geneticamente modificadas para expressar a proteína rCV-N. Por fim, destacamos a possibilidade do uso desses dispositivos em análises qualitativas e quantitativas de sistemas de expressão de proteínas em plantas e como um potencial auxiliador na produção de inibidores da transmissão do HIV.