Aspectos bioeletroquímicos de dendrímeros como nanoplataformas para aplicações clínicas.

Abstract

Hoje em dia, os dendrímeros representam um interessante e promissor material orgânico sendo usado em desenvolvimento de novos materiais para a indústria farmacêutica, tais como sistemas de liberação de drogas e, mais recentemente, como propriedades sensoras para proteínas e hemometabólitos. As propriedades intrínsecas dos dendrímeros como a monodispersividade, elevados grupos funcionais periféricos em macromoléculas e boas propriedades biocompatíveis destas nanopartículas, tem conduzido para sua difusão e usados em uma variedade de aplicações na medicina e biotecnologia. Neste trabalho foram desenvolvidos biossensores de glicose, colesterol e uréia baseados em poliglicerol bioconjugado (PGLD), poli(propileno imina) (PPID) e dendrímeros de quitosana (CHD). Os dendrímeros PGLD, PPID e CHD foram bioconjugados com as enzimas glicose oxidase (GOx), colesterol oxidase (COx) e urease para obter dendrímeros com propriedades sensoras de glicose, colesterol e uréia. Os dendrímeros bioconjugados PGLD, PPID e CHD foram atraídos em nanotubos de polianilina (PANINT ́s) durante polimerização eletroquímica template de anilina. Os PANINT ́s foram usados como mediadores de elétrons, devido sua alta habilidade para promover as reações de transferência de elétrons, envolvendo catálise enzimática. A resposta de corrente observada em enzimas transformadas na interface do eletrodo demonstrou que nanotubos de polianilina são eficientes mediadores para desenvolver biossensores. As respostas de corrente para as propriedades dos hemometabólitos glicose, colesterol e uréia bioconjugados com PGLD, PPID e CHD, e GOx, COx e urease, ocorreram às tensões de 400 mV, 700 mV e 600 mV, respectivamente. Foi obtido que a corrente resposta para os bioconjugados PGLD, PPID e CHD facilmente atinge o estado de saturação. Os resultados correspondentes à corrente de saturação é mais acentuada para o biossensor de PGLD do que para os bioconjugados CHD e PPID. A constante aparente de Michaelis–Menten(KappM) dá indicações da cinética enzima-substrato para os bioconjugados PPID, CHD e PGLD e foi calculada a partir da equação eletroquímica de Lineweaver–Burk. O biossensor baseado em PGLD, PPID e CHD mostrou uma boa performance em concentrações de interesse clínico de glicose, colesterol e uréia. A afinidade enzimática para o substrato (KappM), indica que a atividade catalítica enzimática decai na ordem PGLD>CHD>PPID. O resultado mostra que o PGLD aparenta ser um candidato bastante promissor para o desenvolvimento de biossensores de alta performance, em comparação com os dendrímeros CHD e PPID. Uma rede neural artificial, tipo Back-Propagation com três camadas de neurônios, foi treinada e aplicada, predizendo a quantia dos hemometabólitos glicose, colesterol e uréia através da resposta de corrente dos biossenssores desenvolvidos. A rede neural desenvolvida para determinação de hemometabólitos mostrou-se ser eficiente em ambas fases, de treinamento e teste, respectivamente.