Aplicação de FT-IR e quimiometria para predição de idade gestacional pela urina
ISBN 978-85-85905-21-7
Área
Bioquímica e Biotecnologia
Autores
Brixner Riça, L. (UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL) ; Corbellini, V.A. (UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL) ; Silveira Salbego, A. (UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL) ; Assmann, L.L. (UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL)
Resumo
O presente trabalho teve como objetivo a predição da idade gestacional através da análise de amostras de urina por infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). O estudo transversal com 34 gestantes (IG=24,43±9,48 semanas) usando análise de regressão via mínimos quadrados parciais gerou um modelo quimiométrico com R2 de 0,9999; RMSECV de 0,13 e RMSEP de 0,10; indicando boa qualidade preditiva.
Palavras chaves
idade gestacional; FT-IR; quimiometria
Introdução
A determinação adequada da idade gestacional (IG) é muito importante para a prática clínica e saúde pública[1, 2]. Segundo o National Institute for Health and Care Excellence (NICE), o método mais preciso para determinar a IG é o exame ultrassonográfico (EUSG) realizado entre a 10ª e a 13ª semanas de gestação[3]. No Brasil, entretanto, a ultrassonografia não é considerada um exame de fornecimento obrigatório pela rede pública de saúde[2] e, além, mais da metade das gestantes que realizam EUSG não o fazem no período ideal para determinação da IG[4, 5]. Desta forma, tem-se buscado novas tecnologias para a área da saúde que produzam resultados rapidamente e possuam maior acessibilidade, onde o infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) tem sido largamente estudado para análise de tecidos e fluidos biológicos[6-9]. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a predição da idade gestacional através da análise de amostras de urina por FT-IR.
Material e métodos
Foi realizado um estudo transversal com 34 gestantes selecionadas por conveniência em um consultório particular. As mesmas foram entrevistadas acerca de seus históricos clínicos e características demográficas e socioeconômicas, sendo eleitas apenas aquelas que possuíam resultados de EUSG realizado até a 13ª semana de gestação, sendo o resultado desse o valor de referência para IG. As amostras de urina foram coletadas por ocasião de consulta pré-natal (sem preparo prévio) logo após a entrevista e armazenadas a 4ºC por até 48 h até o momento da análise. Alíquotas de 50 µL de amostras de urina foram homogeneizadas, depositadas em acessório com área de 50 mm2 e desidratadas em corrente de ar (60-65ºC) por 5 min. As leituras foram realizadas em espectrômetro Spectrum 400 Perkin-Elmer no modo de refletância total atenuada, na faixa de 650-4000 cm-1, com resolução espectral de 4 cm-1 e 8 pulsos de varredura. Os espectros foram normalizados pela amplitude entre 0 e 1,0 utilizando o software Microsoft Excel e a análise multivariada realizada com o software Pirouette® versão 4.0, através da regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) com pré-processamento auto escalado e correção do sinal ortogonal (OSC). O conjunto de calibração foi definido com base no número mínimo de variáveis latentes segundo a norma ASTM E1655-05 necessários para minimizar o erro quadrático médio de validação cruzada (RMSECV) e minimizar o valor do coeficiente de determinação (R2) acima de 0,99. O conjunto de validação foi então obtido com base na exclusão sistemática 2:1 do conjunto total de amostras ordenadas por valores crescentes de RMSECV. Os resultados para o modelo foram obtidos a partir dos testes para cada gestante do conjunto.
Resultado e discussão
Das 34 gestantes, 4 não possuíam resultados de EUSG, sendo excluídas deste
estudo, restando 30 (n=90) com IG entre 6 a 38 semanas e média de 24,43±9,48
semanas. Um espectro médio no infravermelho foi obtido a partir da média dos
espectros das replicatas (Figura 1), no qual é possível observar bandas
presentes na urina e em outros materiais biológicos. Bandas em 1075, 1100,
1236 e 1305 cm-1 podem ser atribuídas ao estiramento de grupos
fosfato[7, 10]; o pico em 1450 pode ser atribuído ao dobramento do grupo
CH2 da amida II[11], que possui sinal discreto em 1598
cm-1[7]; o pico em 1600 é atribuído à amida I[10-12] e os sinais
entre 3000-3650 cm-1 à vibrações do grupo N-H, bastante presente
na urina humana[13]. A análise multivariada obteve o menor RMSECV (0,17
semanas) com OSC=2, VL=9 e R2=0,9998. O conjunto de calibração
foi composto por n=63 e o de validação por n=27. O modelo de correlação
apresentou R2=0,9999; RMSECV=0,13; RMSEP=0,10; equação
y=0,023(±0,047)+0,999(±0,002)x, referente à linha de tendência dos modelos
PLS-ATR (Figura 2); σ=0,13 e P<0,0001. As regiões do espectro que
apresentaram correlação positiva, de acordo com o vetor de regressão, foram
aquelas próximas a 3190 até 1750 cm-1, entre 1563-1438, 1405-1188
e 1063-650 cm-1. Essas são regiões características de compostos
da urina, como ureia (1700-1500, 1468 e 1450), creatinina (1700-1490, 1350,
1250) e ácido úrico (1700-1500 e 1350 cm-1)[12, 14]; açúcares,
fosfatos e sulfatos (1200-950 cm-1 [10, 12, 14]); amida II
(1550[10, 14]), amida III (1260[10]) e lipídeos (2920, 2850, 1750-1700,
1480-1000 cm-1[15]); bem como sedimentos encontrados na urina
(1620-667 cm-1[16]).
Espectro médio no infravermelho do conjunto de 30 amostras de urina.
Linha de tendência dos modelos PLS-ATR para os conjuntos de calibração e da validação externa de idade gestacional.
Conclusões
Os resultados permitem concluir que através da FT-IR foi possível predizer a IG através da análise urina por meio da correlação com a IG calculada pelo exame ultrassonográfico como método de referência. O método apresentou boa qualidade preditiva, podendo ser implementado como alternativa a avaliação da IG em rotinas desta natureza.
Agradecimentos
À Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul via Convênio SCIT68/2014, Processo: 220-2500/13-2.
Referências
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