Universidade Federal do Paraná
Nicole Graça Maia, Amanda F. Pereira, Jaqueline Volpe, Hélida Monteiro de Andrade, Rafael Brandão, Liline Martins, Semiramis Jamil Hadad do Monte, Aldo J.G. Zarbin e Dênio Souto
Diagnóstico mais rápido e acessível: O biossensor possibilita análises rápidas e minimamente invasivas, reduzindo a dependência de métodos laboratoriais complexos e demorados.
Redução da mortalidade por infecções fúngicas: A alta sensibilidade do método favorece a detecção precoce da criptococose, especialmente em pacientes imunocomprometidos, aumentando as chances de tratamento eficaz.
Fortalecimento da inovação em saúde pública: A integração entre nanotecnologia, biossensores e proteínas recombinantes amplia o desenvolvimento de ferramentas diagnósticas de baixo custo e alto desempenho para doenças negligenciadas.
ODS 3 – Saúde e Bem-Estar: O desenvolvimento do imunossensor contribui para o diagnóstico rápido e preciso da criptococose, favorecendo o tratamento precoce e a redução da mortalidade associada às infecções fúngicas sistêmicas.
ODS 9 – Indústria, Inovação e Infraestrutura: A pesquisa propõe uma tecnologia inovadora baseada em biossensores eletroquímicos com materiais nanoestruturados, promovendo avanços em diagnóstico portátil e point-of-care.
ODS 10 – Redução das Desigualdades: A plataforma apresenta potencial para aplicação em regiões com infraestrutura laboratorial limitada, permitindo diagnósticos mais acessíveis e descentralizados para populações vulneráveis.
Cryptococcosis is a life-threatening fungal infection with global public health impact, affecting both immunocompromised individuals and the general population. Accurate clinical management requires differentiation of Cryptococcus species and detection of subclinical infections. However, current diagnostic methods suffer from limited sensitivity and, notably, selectivity. Here, we report a highly sensitive and selective electrochemical immunosensor for rapid and simple serological diagnosis of cryptococcosis. The sensor employs novel multi-epitope chimeric proteins (A, B, C, and D) directly anchored onto a molybdenum disulfide (MoS2)-functionalized gold electrode, enabling simplified construction and stable bioreceptor immobilization without chemical cross-linkers. Comprehensive physicochemical characterization by SPR, AFM, EDS, SEM, Raman spectroscopy, and electrochemical techniques provided essential structural information governing the synergistic integration of MoS2 and chimeric proteins. Using Square Wave Voltammetry (SWV), a comparative evaluation against human serum samples identified Protein D as the main bioreceptor, providing the highest discrimination between positive and negative groups. The optimized MoS2/Protein D immunosensor achieved an outstanding limit of detection (LOD) of 0.124 fmol L-1 and a wide linear range spanning from fmol L-1 to nmol L-1. Clinical validation via ROC curve analysis demonstrated excellent diagnostic performance, with 100% sensitivity, 87.5% specificity, and an area under the curve (AUC) of 0.987. Furthermore, the sensor exhibited high selectivity against a panel of five other systemic mycoses (aspergillosis, histoplasmosis, sporotrichosis, coccidioidomycosis, and paracoccidioidomycosis), overcoming the specificity gaps of routine assays. These results represent a significant advance for clinical practice and highlight the potential of simple electrochemical approaches to resolve complex diagnostic problems.
