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Title: Desenvolvimento de biossensor para detecção direta de Flavivirus utilizando nanobastões de ouro.
Authors: Ribeiro, Erica Milena de Castro
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Breno de Mello
Keywords: Flavivirus
Ressonância de plasmônio de superfície
Nanotecnologia
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Silva, Breno de Mello
Tótola, Antônio Helvécio
Figueiredo, Rute Cunha
Paula, Sérgio Oliveira de
Mosqueira, Vanessa Carla Furtado
Citation: RIBEIRO, Erica Milena de Castro. Desenvolvimento de biossensor para detecção direta de Flavivirus utilizando nanobastões de ouro. 2019. 115 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: A co-circulação de Dengue virus, Zika virus, Yellow fever virus, Chikungunia virus e Mayaro virus tem causado grande impacto na saúde pública brasileira e mundial. Os programas de controle e prevenção de arboviroses e estudos epidemiológicos poderiam ser muito beneficiados e aperfeiçoados com a utilização de metodologias de detecção direta dos vírus em mosquitos, pois possibilitaria uma vigilância mais precisa nas populações de vetores ao longo do tempo. Porém, os métodos de diagnósticos hoje disponíveis, apesar de possuírem alta sensibilidade e especificidade são, em sua maioria, onerosos, demandam treinamento específico para aplicação e interpretação e não provem um diagnóstico rápido. Neste contexto, o desenvolvimento de novas tecnologias de biossensores que apresentem benefícios quanto ao tempo de análise, sensibilidade e simplicidade de manipulação têm sido objeto de pesquisa nas esferas pública e privada. A partir deste fato, este trabalho propõe desenvolver e analisar a eficácia de metodologias de funcionalização de nanobastões de ouro (NBs) com anticorpos específicos anti-DENV2 e anti-flavivirus para testar a capacidade de detecção de ligação anticorpo-partícula viral. A detecção de biomoléculas ligadas às nanopartículas de ouro (AuNPs), tais como proteínas e anticorpos, pode ser feita a partir da análise do seu espectro de absorção. Para isso, nanobastões de ouro foram sintetizados, funcionalizados a 4 mM de polietilenoimina, conjugados a 0,4 μg/mL de anticorpos e incubados com 103 UFP/mL de vírus. Os dados foram obtidos através da leitura da ressonância plasmônica de superfície localizada em espectrômetro de varredura UV-Vis. A síntese dos nanobastões, que utilizou o método de crescimento com sementes com a utilização de diferentes agentes redutores, mostrou-se reprodutível. Além disso, um deslocamento muito expressivo no pico de absorção foi observado quando biossensores contendo anti-flavivirus foram incubados em solução com DENV2 e ZIKV, mas não foi observado após incubação com MAYV, um Alphavirus utilizado como controle negativo. Como esperado, nos biossensores contendo anti-DENV2 o deslocamento foi observado apenas na presença de DENV2, demonstrando a especificidade dos anticorpos utilizados. Na presença de soro humano diluído 1:3200 e macerado de mosquito diluído 8x, contendo DENV2 ou ZIKV, o limite de detecção estimado foi de 100 UFP/mL. Assim, sugere-se que os nanobastões de ouro apresentam potencial para o desenvolvimento de novas metodologias de diagnóstico mais rápidos, precisos e práticos que as técnicas já existentes e viabilizar estudos de vigilância da virologia em mosquitos.
metadata.dc.description.abstracten: The co-circulation of Dengue virus, Zika virus, Yellow fever virus, Chikungunia virus and Mayaro virus has a major impact on Brazilian and world’s public health. Arbovirus prevention and control programs and epidemiological studies can be greatly benefited and improved by the use of direct virus detection methodologies in mosquitoes, as would enable more accurate monitoring of vector populations over time. The diagnostic methods available today, despite having high sensitivity and specificity, are mostly costly, require specific training for application and interpretation and do not provide a rapid diagnosis. In this context, the development of new biosensor technologies that present benefits regarding the time of analysis, sensitivity and simplicity of manipulation have been the object of research in the public and private spheres. From this fact, this work proposes to develop and analyze the effectiveness of functionalization methodologies of gold nanorods with specific anti-DENV and anti-flavivirus antibodies to test the ability to detect binding antibodies-viral particle. The detection of biomolecules bound to gold nanoparticles (AuNPs), such as proteins and antibodies, can be done from analysis of the absorption spectrum. For this, gold nanorods (NRs) were synthesized, functionalized to 4 mM polyethyleneimine, conjugated to 0.4 μg/mL of antibodies and incubated with 103 PFU/mL virus. The data were included by reading the surface plasmon resonance localized in the UV-Vis scanning spectrometer. The synthesis of nanorods, which use the seed-mediated method using different reducing agents, was reproducible. In addition, one of the most expressive peaks occurred when anti-flaviviruscontaining biosensors were incubated in solution with DENV2 and ZIKV but were not incubated with MAYV, an Alphavirus use as a negative control. As expected, in the biosensors containing anti-DENV2 the displacement was only in the presence of DENV2, demonstrating a specificity of the antibodies used. In the presence of a 1:3200 diluted human serum and 8x diluted mosquito maceration containing DENV2 or ZIKV, the estimated detection limit was 100 PFU/mL for both. Thus, the gold nanorods have the potential to develop new diagnostic methods, faster and more precious, than existing techniques and enable studies of virology vigilance in mosquitoes.
Description: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11538
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 07/06/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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