Improving immunoassays to achieve earlier diagnostics

Abstract

Este trabalho teve como objectivo melhorar a sensibilidade de imunoensaios, para permitir diagnósticos mais rápidos. O foco incidiu em amplificar o sinal de ensaios de immuno-diagnóstico clássicos, usando nanomateriais concebidos originalmente no Instituto de Medicina Molecular, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal. Estes nanomateriais constituem uma nova tecnologia promissora, que foi aplicada num ensaio de dot blot, procurando obter resultados céleres e com maior sensibilidade. Para esse fim foram testadas várias condições experimentais e modificações ao protocolo, tendo em vista à futura aplicação da tecnologia em ensaios de imuno-diagnóstico. Os resultados apresentados mostram que foi possível otimizar o protocolo experimental, determinando-se rácios molares de anticorpo para nanomaterial adequados, sendo essa informação utilizada para detetar uma proteína-alvo, a proteína acídica fibrilar glial (GFAP). A tecnologia poderá ainda ser melhorada, quer em termos de duração do protocolo quer em termos de sensibilidade, de forma a detectar menores quantidade da proteína-alvo e poder ser utilizada em diagnósticos clínicos. A deteção da proteína GFAP em amostras de sangue de pacientes tem o potencial de ser utilizada para o diagnóstico e classificação mais atempada da severidade de acidentes vasculares cerebrais, constituindo um biomarcador de doença clinicamente relevante. Assim, além de outras possíveis aplicações, a deteção sérica desta proteína em níveis reduzidos e num curto intervalo de tempo (desde a colheita da amostra ao resultado laboratorial final) poderá guiar a abordagem terapêutica e melhorar o prognóstico dos pacientes.

The goal of this work is to improve immunoassays sensitivity, to allow earlier diagnostics. The focus was thus to amplify the signal from classical immunodiagnostic assays, by using nanomaterials first designed at the Instituto de Medicina Molecular, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal. These nanomaterials used are intrinsically biocompatible, stable in physiological conditions and the basis of a promising new technology, that was employed in a dot blot immunoassay, seeking to achieve high sensitivity and fast results. Several experimental conditions were tested, seeking to find the most suitable modifications to the detection protocol, in order to allow it to be used for diagnostics applications in the future. The results presented here show that the experimental protocol was optimized, through the selection of favorable molar ratios of antibody to nanomaterial ratio. This information was then used to detect a target protein, the glial fibrillary acidic protein (GFAP). The technology can still be improved, both in terms of the time length of the protocol and in terms of sensitivity, to detect lower quantities of the target protein. Such improvement would allow it to be employed in clinical diagnostics. GFAP presence in the blood can be used for the earlier detection and classification of stroke, being thus clinically relevant as a disease biomarker. Therefore, besides other possible applications, enhanced detection of this protein at low levels in the blood and within a short time frame (from sample collection to the final lab results) could guide therapeutic approaches and improve patient prognosis.