ÁREA: Química Analítica

TÍTULO: Desenvolvimento de plataformas nanobioanalíticas através da tecnologia dos eletrodos quimicamente modificados para a detecção de antimaláricos

AUTORES: Silva, J.S. (IFAL) ; Silva, L.L.I. (IFAL) ; Araújo, T.V.L. (IFAL) ; Lima, I.C.B. (IFAL) ; Lima, P.R. (IFAL)

RESUMO: A malária afeta grande parte do território mundial e é um dos mais graves problemas de saúde pública. A química de reconhecimento molecular surge como uma promissora alternativa para o desenvolvimento de dispositivos moleculares. O presente trabalho versa sobre o desenvolvimento de um quimiossensor nanoestruturado para a detecção de fármacos como a artemisinina (ARN), que atuam como antimaláricos. Foi desenvolvido um sensor amperométrico através da tecnologia dos Eletrodos Quimicamente Modificados com o emprego de MIP e NTC. Sob condições otimizadas, o sensor apresentou ampla faixa linear de resposta, com elevada sensibilidade e um limite de detecção de 3,0 μmol L^-1, sendo o dispositivo químico, portanto, uma alternativa simples e inovadora frente à determinação de ARN.

PALAVRAS CHAVES: Malária; MIP; Artemisinina

INTRODUÇÃO: A malária tem sido um grave problema de saúde pública em todo o mundo e ocupa a primeira posição entre as doenças tropicais e parasitárias de maior prejuízo socioeconômico, ocorrendo em quase 50% da população, em mais de 109 países e territórios(MARCHESE, 1999). Entre os agentes esquizonticidas sanguíneos, que são fármacos para a cura clínica ou supressiva, se destacam a artemisinina e seus derivados(TARANTO et al., 2006). A artemisinina (ARN, uma lactona sesquiterpênica contendo um heterociclo 1,2,4-trioxano) é isolada da planta Artemisia annua e a terapia mais aceita atualmente é a ACT (do inglês Artemisinin Combined Therapy ou Terapia Combinada com Artemisinina). Nessa perspectiva, o desenvolvimento de tecnologias sensíveis e seletivas para a detecção e quantificação de artemisinina (ARN) e seus derivados, de forma simples e eficiente, traria vantagens tanto no cultivo e colheita da planta Artemisia annua pelo agricultor, quanto para a verificação de ausência de adulteração em medicamentos e, ainda, para uma melhor compreensão do mecanismo de ação biológica do fármaco. O emprego de MIP (Molecularly Imprinted Polymers) em conjunto com nanotubos de carbono (NTC), surge como uma alternativa promissora para contornar os diversos problemas observados durante a empregabilidade dos diversos sensores químicos reportados na literatura, como por exemplo, baixa seletividade, inviabilizando seu uso com finalidade prática (TARLEY, 2005). Assim, o presente trabalho descreve o desenvolvimento de novas plataformas, fundamentada na tecnologia do MIP com foco na detecção de compostos antimaláricos (artemisinina, ARN).

MATERIAL E MÉTODOS: As partículas de MIP foram preparadas via método de polimerização em “bulk”, com a hemina introduzida como o centro catalítico para mimetizar o sítio ativo da enzima peroxidase. A ARN (1,5 µmol) foi usado como molécula molde, o ácido meta- acrílico (6 µmol) como monômero funcional, o trimetilpropano trimetacrilato (28 µmol) como reagente de ligação cruzada, o iniciador radicalar 2,2’-azo-bis-iso- butironitrila (0,4 µmol) e a protoporfirina (como centro ativo do MIP) foram polimerizados na presença da molécula do molde. A síntese ocorreu na faixa de temperatura de 60ºC. Posteriormente, o MIP foi moído e lavado com metanol/ácido acético (4:1 v/v) para retirada da molécula molde e dos reagentes remanescentes da síntese da hemina-MIP. Analogamente a esta síntese, foi preparado o polímero NIP (polímero preparado na ausência da molécula ARN). Após a síntese, o polímero foi triturado e peneirado até obtenção de partículas com diâmetro de 106 µm. O MIP foi disperso em metanol. Em seguida, o sensor amperométrico usado para detecção do ARN foi preparado através da modificação da superfície do eletrodo de carbono vítreo com a hemina-MIP e o NTC. Inicialmente, a superfície do eletrodo de carbono vítreo foi modificada a partir de deposição sucessivas de alíquotas de NTC (5,0 μL) e dispersão de MIP-hemina ( 5,0 μL). Com intuito de verificar o comportamento da sonda eletroquímica, foi selecionada a técnica eletroquímica amperometria. Inicialmente, os sítios do MIP foram ativados (oxidação do Fe³⁺ a Fe⁴⁺) lavando o polímero com peróxido de hidrogênio. Posteriormente, soluções padrões do template (ARN) foram analisadas pela plataforma sensora desenvolvida.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Hemina-MIP apresentava grupos ferriprotoporfirina por toda a sua estrutura, formados por um íon Fe³⁺ coordenado a cada protoporfirina IX. Esse grupo catalisa reações de hidrólise envolvendo o íon ferro. Após o uso do peróxido de hidrogênio, os íons ferro passam a um maior estado de oxidação. Assim, o template foi oxidado quando entrou em contato com o polímero e com os NTC, regenerando os sítios do MIP e, em seguida, o composto oxidado foi bombeado para o sistema de detecção amperométrica, sendo monitorado pela corrente de redução. Assim, sob condições otimizadas, o sensor apresentou uma faixa linear de resposta de 5,0-100,0 μmol L^-1, com sensibilidade de 5,0 nA L μmol^-1 e um limite de detecção de 3,0 μmol L^-1. O sensor apresentou boa repetibilidade (RSD=3,0% para n=10) e ótima seletividade para a ARN na presença de outras moléculas similares.

CONCLUSÕES: O trabalho desenvolvido revela que o método desenvolvido a partir da tecnologia dos eletrodos quimicamente modificados apresenta-se como uma ferramenta estratégica e viável para reconhecimento de fármacos como a artemisinina.

AGRADECIMENTOS: Ao IFAL, à UNICAMP. Pesquisa fomentada pelo CNPq/PRPI-IFAL/PIBIC/PIBITI, CNPq/UNIVERSAL, FAPEAL/CNPq-PPP, CNPq/INCT-Bio, CNPq/FAPEAL/PRONEX e CAPES/PNPD.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MARCHESE, J. A. Produção e detecção de artemisinina em plantas de Artemisia annua L. submetidas a estresses abióticos. Campinas, 1999. Dissertação de mestrado – Instituto de Biologia – Universidade Estadual de Campinas, 1999.

TARANTO, A. G., CARNEIRO, J. W. M., ARAUJO, M. T., SILVA, B. M. Estudo sobre o mecanismo de ação da artemisinina e dos endoperóxidos, a mais nova classe de agentes antimaláricos – Parte 1. Sitientibus, n.34, p.47-58, 2006.

TARLEY, C. R. T., SOTOMAYOR, M. D. P. T., KUBOTA, L. T. Polímeros biomiméticos em química analítica. Parte 1: Preparo e aplicação de MIP (“Molecularly Imprinted Polymers”) em técnicas de extração e separação. Química Nova, v.28, n.6, p.1076-1086, 2005.