Desenvolvimento de biossensor eletroquímico: análise voltamétrica de linfócitos e indicação de ativação do sistema complemento

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i7.30198

Palavras-chave:

Linfócitos; Biossensor; Células sanguíneas.

Resumo

Este trabalho relata o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico após imobilização dos linfócitos para detectar a reação entre anticorpos e antígenos HLA específicos presentes nas amostras de soro. Foi utilizado um eletrodo de ouro caseiro limpo com características policristalinas voltamétricas. Os linfócitos foram imobilizados e testados com soro humano positivo e negativo e complementos no eletrodo de ouro. Os experimentos foram realizados em uma célula com três eletrodos: de trabalho - ouro, referência - Ag/AgCl/sat. KCl e auxiliar - platina. As análises voltamétricas cíclicas dos linfócitos imobilizados na superfície do ouro apresentaram corrente anódica igual a 1,78 μA em c.a. 0,50 V vs. Ag/AgCl/sat. KCl. As respostas eletroquímicas do soro (positivo e negativo) e do complemento não apresentam sinais de oxidação ou redução na faixa de potencial utilizada. Os eletrodos com células e soro positivo mostraram o sinal da corrente amplificada no potencial de oxidação das células. O eletrodo foi desenvolvido para verificar a reação antígeno-anticorpo, apresentar células de linfócitos e amostras de soro humano. O eletrodo foi qualitativamente eficiente quando comparado aos métodos de análise por citometria de fluxo e citotoxicidade dependente do complemento, podendo ser utilizado com vantagens operacionais e econômicas.

Biografia do Autor

Ruan Sousa Bastos, Federal Institute of Education, Science and Technology of Maranhão; Research Group in Medicinal Chemistry and Biotechnology-QUIMEBIO

Graduado em Ciências Naturais/Química pela Universidade Federal do Maranhão - UFMA, Campus de Grajaú. Mestrando em Química Medicinal e Modelagem Molecular - UFPA. Participou do Programa Institucional de Bolsa de iniciação a Docência - PIBID e do Programa de Residência Pedagógica. Membro do Grupo de Pesquisa em Química Medicinal e Biotecnologia - QUIMEBIO e membro do Grupo de Pesquisa em Ciências Naturais e Biotecnologia - CIENATEC. Atua nas linhas de Biotecnologia e Química Quântica Computacional. E-mail: sonruanquimica@gmail.com

Referências

Abbas, A. K., Lichtman, A. H., & Pillai, S. (2007). Effector mechanisms of cell-mediated immunity. Cellular and molecular immunology. Saunders Elsevier 6th edition Philadelphia, PA, 303-320.

Ahmed, M., Carrascosa, L. G., Sina, A. A. I., Zarate, E. M., Korbie, D., Ru, K. L., ... & Trau, M. (2017). Detection of aberrant protein phosphorylation in cancer using direct gold-protein affinity interactions. Biosensors and Bioelectronics, 91, 8-14.

Alheim, M., Paul, P. K., Hauzenberger, D. M., & Wikström, A. C. (2015). Improved flow cytometry based cytotoxicity and binding assay for clinical antibody HLA crossmatching. Human Immunology, 76(11), 849-857.

Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Chapter 5. ELECTROCHEMICAL METHODS, Fundamentals and Applications, second ed., John Wiley & Sons, Inc, New York.

Biomarkers Definitions Working Group, Atkinson Jr, A. J., Colburn, W. A., DeGruttola, V. G., DeMets, D. L., Downing, G. J., ... & Zeger, S. L. (2001). Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework. Clinical pharmacology & therapeutics, 69(3), 89-95.

Bona, C., Anteunis, A., Robineaux, R., & Halpern, B. (1972). Structure of the lymphocyte membrane. III. Chemical nature of the guinea-pig lymphocyte membrane macromolecules reacting with heterologous als. Clinical and Experimental Immunology, 12(3), 377.

Brotton, S. J., & Kaiser, R. I. (2013). Novel high-temperature and pressure-compatible ultrasonic levitator apparatus coupled to Raman and Fourier transform infrared spectrometers. Review of Scientific Instruments, 84(5), 055114.

Brunetti, A., Pomilla, F. R., Marcì, G., Garcia-Lopez, E. I., Fontananova, E., Palmisano, L., & Barbieri, G. (2019). CO2 reduction by C3N4-TiO2 Nafion photocatalytic membrane reactor as a promising environmental pathway to solar fuels. Applied Catalysis B: Environmental, 255, 117779.

Cai, X., Xing, X., Cai, J., Chen, Q., Wu, S., & Huang, F. (2010). Connection between biomechanics and cytoskeleton structure of lymphocyte and Jurkat cells: An AFM study. Micron, 41(3), 257-262.

Cheuquepán, W., Martínez-Olivares, J., Rodes, A., & Orts, J. M. (2018). Squaric acid adsorption and oxidation at gold and platinum electrodes. Journal of Electroanalytical Chemistry, 819, 178-186.

Demir, E., Yeğit, O., Erol, A., Akgül, S. U., Çalışkan, B., Bayraktar, A., ... & Sever, M. S. (2017, April). Relevance of Flow Cytometric Auto-Crossmatch to the Post-transplant Course of Kidney Transplant Recipients. In Transplantation Proceedings (Vol. 49, No. 3, pp. 477-480). Elsevier.

Han, L., Yan, B., Zhang, L., Wu, M., Wang, J., Huang, J., ... & Zeng, H. (2018). Tuning protein adsorption on charged polyelectrolyte brushes via salinity adjustment. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 539, 37-45.

Hasanzadeh, M., Baghban, H. N., Shadjou, N., & Mokhtarzadeh, A. (2018). Ultrasensitive electrochemical immunosensing of tumor suppressor protein p53 in unprocessed human plasma and cell lysates using a novel nanocomposite based on poly-cysteine/graphene quantum dots/gold nanoparticle. International journal of biological macromolecules, 107, 1348-1363.

Kim, A. R., Park, T. J., Kim, M. S., Kim, I. H., Kim, K. S., Chung, K. H., & Ko, S. (2017). Functional fusion proteins and prevention of electrode fouling for a sensitive electrochemical immunosensor. Analytica chimica acta, 967, 70-77.

Koo, K. M., Carrascosa, L. G., Shiddiky, M. J., & Trau, M. (2016). Poly (A) extensions of miRNAs for amplification-free electrochemical detection on screen-printed gold electrodes. Analytical chemistry, 88(4), 2000-2005.

LAL, S. S. (2010). Hematological changes in Tinca tinca after exposure to lethal and sublethal doses of Mercury, Cadmium and Lead.

Lo, D. J., Kaplan, B., & Kirk, A. D. (2014). Biomarkers for kidney transplant rejection. Nature Reviews Nephrology, 10(4), 215-225.

Matysik, J., Schulten, E., Alia, A., Gast, P., Raap, J., Lugtenburg, J., ... & Groot, H. J. D. (2001). Photo-CIDNP 13C magic angle spinning NMR on bacterial reaction centres: exploring the electronic structure of the special pair and its surroundings.

McDonald, G. D., & Storrie-Lombardi, M. C. (2010). Biochemical constraints in a protobiotic earth devoid of basic amino acids: The “BAA (-) world”. Astrobiology, 10(10), 989-1000.

Moulton, S. E., Barisci, J. N., Bath, A., Stella, R., & Wallace, G. G. (2003). Investigation of protein adsorption and electrochemical behavior at a gold electrode. Journal of colloid and interface science, 261(2), 312-319.

Moura-Melo, S., Miranda-Castro, R., De-los-Santos-Álvarez, N., Miranda-Ordieres, A. J., dos Santos Junior, J. R., da Silva Fonseca, R. A., & Lobo-Castañón, M. J. (2017). A quantitative PCR-electrochemical genosensor test for the screening of biotech crops. Sensors, 17(4), 881.

Nankivell, B. J., & Alexander, S. I. (2010). Rejection of the kidney allograft. New England Journal of Medicine, 363(15), 1451-1462.

Park, J., Lin, H. Y., Assaker, J. P., Jeong, S., Huang, C. H., Kurdi, A., ... & Azzi, J. R. (2017). Integrated kidney exosome analysis for the detection of kidney transplant rejection. ACS nano, 11(11), 11041-11046.

PI, P. R. T. (1969). Significance or the positive crossmatch test in kidnetransplantation. New Engl J Med, 280, 735-9.

Picascia, A., Infante, T., & Napoli, C. (2012). Luminex and antibody detection in kidney transplantation. Clinical and experimental nephrology, 16(3), 373-381.

Roelen, D. L., Doxiadis, I. I., & Claas, F. H. (2012). Detection and clinical relevance of donor specific HLA antibodies: a matter of debate. Transplant International, 25(6), 604-610.

Sina, A. A. I., Howell, S., Carrascosa, L. G., Rauf, S., Shiddiky, M. J., & Trau, M. (2014). eMethylsorb: electrochemical quantification of DNA methylation at CpG resolution using DNA–gold affinity interactions. Chemical communications, 50(86), 13153-13156.

Solez, K., Colvin, R. B., Racusen, L. C., Haas, M., Sis, B., Mengel, M., ... & Valente, M. (2008). Banff 07 classification of renal allograft pathology: updates and future directions. American journal of transplantation, 8(4), 753-760.

Srinivas, T. R., & Meier-Kriesche, H. U. (2008). Minimizing immunosuppression, an alternative approach to reducing side effects: objectives and interim result. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 3(Supplement 2), S101-S116.

Steven, J. T., Golovko, V. B., Johannessen, B., & Marshall, A. T. (2016). Electrochemical stability of carbon-supported gold nanoparticles in acidic electrolyte during cyclic voltammetry. Electrochimica Acta, 187, 593-604.

Terasaki, P. I., & McCLELLAND, J. D. (1964). Microdroplet assay of human serum cytotoxins. Nature, 204(4962), 998-1000.

Trišović, N. P., Božić, B. D., Lović, J. D., Vitnik, V. D., Vitnik, Ž. J., Petrović, S. D., & Ivić, M. L. A. (2015). Еlеctrochemical characterization of phenytoin and its derivatives on bare gold electrode. Electrochimica Acta, 161, 378-387.

Wang, G., Zhou, Y., Huang, F. J., Tang, H. D., Xu, X. H., Liu, J. J., ... & Jia, W. (2014). Plasma metabolite profiles of Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment. Journal of Proteome Research, 13(5), 2649-2658.

Wanunu, M., Vaskevich, A., & Rubinstein, I. (2004). Widely-applicable gold substrate for the study of ultrathin overlayers. Journal of the American Chemical Society, 126(17), 5569-5576.

Xu, X., Makaraviciute, A., Pettersson, J., Zhang, S. L., Nyholm, L., & Zhang, Z. (2019). Revisiting the factors influencing gold electrodes prepared using cyclic voltammetry. Sensors and Actuators B: Chemical, 283, 146-153.

Yadav, S., Carrascosa, L. G., Sina, A. A., Shiddiky, M. J., Hill, M. M., & Trau, M. (2016). Electrochemical detection of protein glycosylation using lectin and protein–gold affinity interactions. Analyst, 141(8), 2356-2361.

Downloads

Publicado

05/06/2022

Como Citar

OLIVEIRA, T. P.; MELO, S. M.; MONTE, S. J. H. do; BASTOS, R. S.; PASSOS, I. N. G.; SILVA, A. S.; SANTOS JÚNIOR, J. R. dos. Desenvolvimento de biossensor eletroquímico: análise voltamétrica de linfócitos e indicação de ativação do sistema complemento. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 7, p. e59611730198, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i7.30198. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/30198. Acesso em: 27 jul. 2024.

Edição

v. 11 n. 7

Seção

Ciências Exatas e da Terra

Licença

Copyright (c) 2022 Thalyta Pereira Oliveira; Suely Moura Melo; Semirames Jamil Hadad do Monte; Ruan Sousa Bastos; Ionara Nayana Gomes Passos; Adalberto Socorro Silva; José Ribeiro dos Santos Júnior

Creative Commons License
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:

1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.

2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.

3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.