Imunossensores Eletroquímicos para o Diagnóstico Precoce e Descentralizado do Cancro da Mama

O cancro é uma das principais causas de morte em todo o mundo. Entre as mulheres, o cancro da mama é o mais frequente. A deteção precoce do cancro é de extrema importância na medida em que pode aumentar as possibilidades de cura dos pacientes e contribuir para a diminuição da taxa de mortalidade desta doença. Um método que tem contribuído para a deteção precoce do cancro é a análise de biomarcadores. Biomarcadores associados ao cancro da mama, como o Recetor 2 do Fator de Crescimento Epidérmico Humano (HER2) e o Antigénio Carbohidratado 15-3 (CA 15-3), podem ser detetados através de dispositivos como os biossensores. Neste trabalho foram desenvolvidos dois imunossensores eletroquímicos para a análise de HER2 e CA 15-3. Para ambos os sensores foram utilizados, como transdutores, elétrodos serigrafados de carbono. A superfície destes transdutores foi nanoestruturada com nanopartículas de ouro. Foram realizados imunoensaios não-competitivos (do tipo sandwich) em ambos os imunossensores, cuja estratégia consistiu na (i) imobilização do respetivo anticorpo de captura na superfície nanoestruturada dos elétrodos, (ii) bloqueio da superfície com caseína, (iii) incubação com uma mistura do analito (HER2 ou CA 15-3) e o respetivo anticorpo de deteção biotinilado, (iv) adição de estreptavidina conjugada com fosfatase alcalina (S-AP; a AP foi utilizada como marcador enzimático), (v) adição de uma mistura do substrato enzimático (3-indoxil fosfato) e nitrato de prata, e (vi) deteção do sinal analítico através da redissolução anódica, por voltametria de varrimento linear, da prata depositada enzimaticamente. Com as condições experimentais otimizadas, foi estabelecida a curva de calibração para a análise de HER2 em soro, entre 15 e 100 ng/mL, obtendo-se um limite de deteção de 4,4 ng/mL. Para o CA 15-3 a curva de calibração (em solução aquosa) foi estabelecida entre 15 e 250 U/mL, obtendo-se um limite de deteção de 37,5 U/mL. Tendo em conta o valor limite (cutoff value) estabelecido para o HER2 (15 ng/mL) pode-se comprovar a possível utilidade do imunossensor desenvolvido para o diagnóstico precoce e descentralizado do cancro da mama. No caso do CA 15-3 serão necessários estudos adicionais para se poder avaliar a utilidade do imunossensor para o diagnóstico do cancro da mama.

Cancer is one of the leading causes of death worldwide. Among women, breast cancer is the most frequent type of cancer. Early diagnosis of cancer is of the utmost importance because it can increase the chances of curing the patients and reduce the mortality rate. The analysis of cancer biomarkers has contributed to the early detection of cancers. Biomarkers associated with breast cancer, like Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2) and Carbohydrate Antigen 15-3 (CA 15-3), can be detected using biosensors. In this work, two electrochemical immunosensors were developed for the analysis of HER2 and CA 15-3. Screen-printed carbon electrodes, nanostructured with gold nanoparticles, were used as the transducers for both sensors. Non-competitive (sandwich) immunoassays were used and consisted of the following steps: (i) immobilization of the respective capture antibody on the nanostructured transducer surface, (ii) blocking of the surface with casein, (iii) incubation with a mixture of analyte (HER2 or CA 15-3) and the respective (biotinylated) detection antibody, (iv) addition of streptavidin linked to alkaline phosphatase (S-AP; AP was used as the enzymatic label), (v) addition of the enzymatic substrate (3-indoxyl phosphate) and silver nitrate, and (vi) detection of the analytical signal through the anodic stripping of the enzymatically deposited silver by linear sweep voltammetry. Using the optimized experimental conditions, the calibration curve for the analysis of HER2 in serum was established between 15 and 100 ng/mL, with a limit of detection of 4,4 ng/mL. For the analysis of CA 15-3 (in aqueous solution) the concentration range was between 15 and 250 U/mL, with a limit of detection of 37,5 U/mL. Based on the established cutoff value for HER2 (15 ng/mL) it can be concluded that the developed electrochemical immunosensor could be a promising tool for the early and decentralized diagnosis of breast cancer. Regarding CA 15-3 aditional studies will have to be performed in order to evaluate the immunosensor’s utility in breast cancer diagnosis.