Monitor altamente sensível pode detectar vitamina B6 e glicose no suor

A vitamina B6, que é absorvida por uma ampla variedade de alimentos, ajuda a reforçar a função do sistema imunológico e os neurotransmissores no cérebro. Mas alguns pacientes com doenças crônicas como diabetes podem apresentar baixas concentrações de vitamina B6, levando à redução da função de saúde física e mental, com possíveis sintomas incluindo irritabilidade, depressão, anemia, dormência ou espasmos musculares.

Coletas de sangue caras são atualmente a única maneira de monitorar os níveis de B6, mas uma equipe liderada por Huanyu “Larry” Cheng, James L. Henderson Jr. Memorial Professor Associado de Ciência da Engenharia e Mecânica na Penn State, desenvolveu uma abordagem nova e não invasiva que poderia permitir o monitoramento contínuo, mesmo em casa.

Os investigadores criaram uma plataforma de detecção na pele para detectar vitamina B6 em pequenas concentrações de suor, em vez de depender de testes laboratoriais. O sensor também pode detectar glicose com alta sensibilidade, permitindo que pacientes com diabetes monitorem de forma não invasiva a glicose e a vitamina B6 simultaneamente, disse Cheng.

A equipe publicou sua abordagem em Compósitos Parte B: Engenharia.

Para criar a sonda altamente sensível para vitamina B6, a equipe de Cheng produziu nanocompósitos de grafeno induzido por laser (LIG) – um processo que envolve a padronização de camadas de carbono atomicamente finas para desenvolver uma estrutura de sensor sobre a qual eles podem construir os outros componentes funcionais que visam o biomarcador de interesse.

Neste estudo, eles usaram polímeros de impressão molecular (MIPs) para atingir uma quantidade muito pequena de vitamina B6 presente no suor.

MIPs são polímeros sintéticos com locais de reconhecimento pré-definidos que imitam receptores biológicos como anticorpos para se ligarem a moléculas alvo, explicou Cheng. Quando impressos na presença de vitamina B6, os MIPs funcionam como uma enzima artificial que se liga seletivamente a alvos, como a vitamina B6 e a glicose, neste caso.

“Como a vitamina B6 é uma molécula muito vestigial, disponível no suor apenas em pequenas quantidades, tivemos que determinar uma abordagem diferente para detectá-la usando uma enzima artificial, ou MIP”, disse Cheng. “O MIP na plataforma de testes se liga à molécula alvo, proporcionando uma correspondência de processo individual com alta seletividade para a molécula alvo, como uma criança ajustando uma forma em um classificador de formas.”

Os pesquisadores combinaram os MIPs com sondas redox azuis da Prússia, material usado para facilitar ou indicar reações e emitir sinal elétrico na presença de certas moléculas.

Juntos, os MIPs e as sondas redox do azul da Prússia sustentam o sensor recentemente desenvolvido, que mede a vitamina B6 no suor, detectando alterações na corrente elétrica. Os níveis típicos de B6 no suor são de cerca de 100 nanomolar, e o sensor tem um limite de detecção de apenas 0,93 nanomolar, o que está bem dentro da faixa detectável.

Os pesquisadores também realizaram testes no corpo do sensor de glicose e alcançaram um limite de detecção de 93 nanomolar, que Cheng disse ser considerado altamente sensível em comparação com outros monitores que podem detectar glicose no suor.

“Devido à versatilidade e adaptabilidade do uso de MIPs, a plataforma de detecção é versátil e funcionará também para detectar outros biomarcadores, como a glicose”, disse Cheng.

“Nós apenas mudaríamos o MIP para atingir outras proteínas de interesse, como hormônios reprodutivos femininos ou proteínas que indicam uma doença infecciosa, como a sepse, o que esperamos fazer nas fases subsequentes da pesquisa”.

O monitoramento da vitamina B6 e de outras vitaminas pode ser útil para melhorar a saúde do paciente, explicou Cheng, porque as flutuações na vitamina B6 podem indicar um sistema imunológico comprometido.

“Se os prestadores de cuidados de saúde detectarem uma grande flutuação de vitamina B6 no suor, isso pode indicar que o paciente estará mais vulnerável a doenças, especialmente se tiver condições crónicas como a diabetes”, disse Cheng.

“A produção de anticorpos e a correspondente saúde do sistema imunitário depende de uma fonte constante de vitamina B6, pelo que os pacientes podem potencialmente fazer alterações antes de adoecerem”.