Biotransistores monitoram células vivas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/01/2020

Ilustração do funcionamento do biotransístor orgânico monitorando células individuais.
[Imagem: Adrica Kyndia et al. - 10.1016/j.bios.2019.111844]

Biotransístor

Pesquisadores espanhóis criaram um biotransístor, um componente básico da computação forjado para funcionar diretamente em contato com tecidos vivos.

A equipe testou seus EGOFETs (transístor de efeito de campo orgânico com porta de eletrólito) monitorando os sinais elétricos de células e tecidos cardíacos durante longos períodos de tempo.

"Foi maravilhoso ver como a plataforma eletrofisiológica desenvolvida com células cardíacas semeadas funcionou por várias semanas sem degradação no desempenho. Esse recurso abre inúmeras aplicações em biologia e biomedicina," disse a pesquisadora Adrica Kyndiah, do Instituto de Bioengenharia da Catalunha.

Além de células e microtecidos cardíacos, a equipe também usou os biotransistores para medir o efeito de dois medicamentos conhecidos por afetar o desempenho cardíaco.

Isso abre o caminho para a triagem de novos compostos em cardiomiócitos e outras células derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas, como neurônios. Esse avanço, por sua vez, pode resultar na redução do uso de modelos animais para essas pesquisas e para o desenvolvimento e teste de novos medicamentos.

A plataforma diminuirá o uso de cobaias no desenvolvimento e teste de novos medicamentos.
[Imagem: Adrica Kyndia et al. - 10.1016/j.bios.2019.111844]

Vantagens dos biotransistores

Em termos gerais, a miniaturização oferecida pela plataforma permitirá refinar a coleta de dados em experimentos biológicos, hoje feitas tipicamente com eletrodos, que são grandes e não permitem a coleta de sinais de células individuais.

E os EGOFETs têm outras vantagens. Em primeiro lugar, esses biotransistores são feitos de um material orgânico em um substrato mecanicamente flexível, são biocompatíveis por natureza e apresentaram um desempenho robusto quando operados no úmido ambiente fisiológico. Em segundo lugar, um transístor oferece uma amplificação intrínseca de sinal, dispensando o uso de amplificadores externos, em comparação com os eletrodos convencionais, resultando em alta relação sinal/ruído. Finalmente, o biotransístor opera em baixas tensões, evitando danos às células ou excitação involuntária das células.

Segundo a equipe, os resultados são uma prova de conceito, que agora eles pretendem estender, saindo dos experimentos in vitro para o monitoramento in vivo de órgãos e tecidos e, mais futuro, inserir toda a plataforma em dispositivos implantáveis para monitorar a saúde.

Bibliografia:

Artigo: Bioelectronic Recordings of Cardiomyocytes with Accumulation Mode Electrolyte Gated Organic Field Effect Transistors
Autores: Adrica Kyndiah, Francesca Leonardi, Carolina Tarantino, Tobias Cramer, Ruben Millan-Solsona, Elena Garreta, Núria Montserrat, Marta Mas-Torrent, Gabriel Gomila
Revista: Biosensors and Bioelectronics
Vol.: 111844
DOI: 10.1016/j.bios.2019.111844