Investigadores nos EUA e na China desenvolveram uma nova técnica para diagnosticar com rapidez e precisão doenças relacionadas com os olhos, através da detecção de assinaturas biomoleculares nas lágrimas dos pacientes. Desenvolvido por uma equipe liderada por Lucas Lee na Faculdade de Medicina de Harvard e Fei Liu na Wenzhou Medical University, o sistema iTEARS usa membranas nanoporosas oscilantes para isolar biomoléculas encapsuladas de impurezas, tornando-as muito mais fáceis de estudar e classificar.
Um grande desafio enfrentado pelos estudos clínicos atuais é a necessidade de diagnosticar doenças de forma não invasiva. Informações valiosas sobre uma ampla gama de processos biológicos podem ser encontradas nos exossomos: estruturas liberadas de quase todos os tipos de células vivas, nas quais biomoléculas complexas, incluindo proteínas, lipídios e ácidos nucléicos, são encerradas em uma membrana celular. Ao estudar estes exossomos, os médicos podem identificar os processos biológicos associados a doenças específicas, sem a necessidade de métodos mais intrusivos.
Uma fonte particularmente útil de exossomos são as lágrimas dos pacientes – que partilham componentes biomoleculares essenciais com o sangue e também são muito mais facilmente acessíveis do que outros fluidos oculares. No entanto, as técnicas existentes para diagnosticar pacientes desta forma têm sido até agora limitadas por longos tempos de processamento, pequenos volumes de amostras e baixas taxas de recuperação de exossomos.
Em seu estudo, relatado em ACS Nano, os pesquisadores apresentam uma nova abordagem para a análise de lágrimas, denominada “análise de exossomos lacrimais incorporados por meio de sistema de isolamento rápido” (iTEARS). Seu método envolve primeiro a coleta de lágrimas em uma tira de teste não invasiva, que é imersa em uma solução salina. O fluido então passa entre um par de membranas nanoporosas bem espaçadas, feitas de óxido de alumínio anódico.
Ambas as membranas são levadas a oscilar pela diferença de pressão variável entre o fluido dentro delas e o espaço externo. Durante essas oscilações, pequenos fragmentos de biomoléculas poderiam passar pelas barreiras, deixando os exossomos presos em seu interior. Posteriormente, a equipe conseguiu remover a carga dos exossomos de seus invólucros de membrana celular, prontos para análise.
Usando o iTEARS, os pesquisadores analisaram as lágrimas de participantes humanos – alguns saudáveis e outros que sofriam de uma variedade de doenças oculares. Para cada paciente, a técnica permitiu isolar altos rendimentos de exossomos puros de apenas algumas lágrimas (cerca de 10 µl) em apenas 5 min. Ao todo, eles identificaram mais de 900 tipos de proteínas nas amostras.
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Destes, 426 foram encontrados em exossomos associados à doença do olho seco: uma condição comum em que as lágrimas fornecem lubrificação insuficiente para o olho. Ao identificar três proteínas específicas nas lágrimas dos pacientes, os investigadores também conseguiram distinguir entre dois subtipos de doença do olho seco, cada um deles exigindo tratamentos diferentes.
Além disso, os investigadores descobriram que um excesso de quatro tipos de moléculas de ARN era indicativo de retinopatia diabética, uma complicação da diabetes que danifica a retina. Com base neste sucesso inicial, eles esperam que o iTEARS possa fornecer um diagnóstico rápido, preciso e não invasivo para uma ampla gama de doenças oculares e outras doenças.
