Nova tecnologia combina grafeno, engenharia molecular e inteligência artificial para ampliar e facilitar a detecção de enfermidades como câncer
Pesquisadores do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais) desenvolveram uma tecnologia inovadora que pode transformar a forma como monitoramos doenças. Eles criaram um microssensor capaz de encontrar sinais de enfermidades no corpo com uma elevada sensibilidade. A novidade abre caminho para que, no futuro, exames complexos possam ser feitos de forma rápida e barata.
O foco da pesquisa são os chamados microRNAs. São pequenas moléculas do corpo humano que servem como “avisos” de que algo está errado, aparecendo em casos de câncer e doenças neurológicas. A descoberta dessas moléculas rendeu o Prêmio Nobel de Medicina em 2024 aos biólogos norte-americanos Victor Ambros e Gary Ruvkun.
Os cientistas do CNPEM combinaram diferentes tecnologias na pesquisa. Uniu o grafeno, material extremamente fino e resistente que conduz eletricidade perfeitamente, a sondas de DNA – que são receptores que capturam as moléculas da doença. Chips eletrônicos desenvolvidos funcionam como transistores especiais que avisam quando o receptor captura o alvo. A Inteligência Artificial foi usada como um cérebro que lê os resultados.
A sensibilidade do chip permite detectar a molécula mesmo em concentrações extremamente baixas, o que é equivalente a localizar uma única gota de água em um volume semelhante ao de várias piscinas olímpicas.
O dispositivo já demonstrou funcionamento em laboratório, sendo capaz de detectar e diferenciar três microRNAs bastante semelhantes, com elevada sensibilidade e rapidez.
O trabalho desenvolvido demonstrou uma prova de conceito e a robustez da tecnologia. O conhecimento gerado poderá futuramente dar origem a parcerias com empresas, pedidos de patente, transferência de tecnologia ou até mesmo ao desenvolvimento de produtos comerciais. No entanto, a comercialização depende de diversas etapas, incluindo validação clínica, aprovação regulatória e escalonamento da fabricação.
Inteligência Artificial
Identificar essas moléculas é difícil porque muitas delas são quase idênticas. É aí que entra a Inteligência Artificial. Quando o chip captura o sinal da doença, a IA analisa a resposta do dispositivo e descobre exatamente o tipo de microRNA presente. Nos testes, o dispositivo diferenciou três moléculas praticamente iguais em amostras de urina artificial.
Atualmente, para fazer exames de DNA e RNA (como o famoso RT-PCR), o paciente precisa ir a um laboratório de análises e esperar dias pelo resultado, em um processo que depende de equipamentos enormes e caros.
O novo dispositivo do CNPEM abre a possibilidade de criação de testes portáteis, que cabem no bolso. O objetivo é que um médico possa usar esse chip para dar um diagnóstico em poucos minutos, no consultório ou até na casa do paciente. Com ele, será possível detectar tipos de câncer como o de estômago, colorretal, mama e próstata.
Também apresenta potencial para aplicação em doenças cardiovasculares, neurológicas, artrite reumatoide e diabetes, as quais já possuem biomarcadores microRNA estudados. Dependendo do biomarcador empregado, o dispositivo pode ser adaptado, possibilitando sua aplicação em diferentes doenças.
O micro sensor foi fabricado nas salas limpas de micro e nanofabricação do CNPEM por meio de processos usados na produção de chips da indústria eletrônica.
O estudo é realizado no âmbito do Centro de Pesquisa em Engenharia Molecular para Materiais Avançados (CEPID-CEMol), com financiamento da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo). Os resultados foram publicados na revista Small e representam um avanço no desenvolvimento de tecnologias portáteis para detecção de biomarcadores moleculares. O artigo completo está disponível em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202512199
Sobre o CNPEM
O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) abriga um ambiente científico de fronteira, multiusuário e multidisciplinar, com ações em diferentes frentes do Sistema Nacional de CT&I. Organização Social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), com interveniência do Ministério da Educação e do Ministério da Saúde, o CNPEM é impulsionado por pesquisas que impactam as áreas de saúde, energia, materiais renováveis e sustentabilidade. Responsável pelo Sirius, maior equipamento científico já construído no País. O CNPEM hoje desenvolve o projeto Orion, complexo laboratorial para pesquisas avançadas em patógenos. Equipes altamente especializadas em ciência e engenharia, infraestruturas sofisticadas abertas à comunidade científica, linhas estratégicas de investigação, projetos inovadores com o setor produtivo e formação de pesquisadores e estudantes compõem os pilares da atuação deste centro único no País, capaz de atuar como ponte entre conhecimento e inovação. As atividades de pesquisa e desenvolvimento do CNPEM são realizadas por seus Laboratórios Nacionais de: Luz Síncrotron (LNLS), Biociências (LNBio), Nanotecnologia (LNNano) e Biorrenováveis (LNBR), além de sua unidade de Tecnologia (DAT) e da Ilum Escola de Ciência, curso de bacharelado em Ciência e Tecnologia.