Medição de ‘Produtos Químicos Eternos’ em Microamostras de Sangue
por Allcrom
Um artigo de Courtney C. Carignan, em parceria com outros pesquisadores, na Universidade de Michigan, Duke University, Colorado School of Mines e Eurofins USA, foi publicado na edição de maio de 2023 da Environmental Science & Technology. Eles delinearam a otimização e validação de um método para monitorar ‘produtos químicos eternos’ compostos por substâncias Perfluoroalquil e Polifluoroalquil (PFAS).
O artigo é intitulado “ Teste de sangue de autocoleta para PFASs: Comparando Microamostradores Volumétricos com uma Abordagem Tradicional de Soro.”
O estudo mostrou excelente concordância entre sangue seco capilar e soro para uma ampla gama dessas substâncias químicas de uma coorte de voluntários n= 53. Os pesquisadores destacaram os benefícios do uso dos Dispositivos Mitra® baseados na Tecnologia
VAMS® para amostragem de sangue com punção digital, afirmando que os resultados indicaram que o Mitra® era uma ferramenta útil para a autocoleta de sangue para avaliar a exposição humana a níveis elevados de PFAS.
O que são “produtos químicos eternos”?
Os chamados “produtos químicos eternos”, ou substâncias Perfluoroalquil e Polifluoroalquil (PFAS), são um grupo (~9000) de moléculas orgânicas que contêm Átomos de Flúor como frações essenciais da molécula. Eles são empregados na fabricação de uma ampla
gama de materiais comumente usados. Por exemplo, devido às suas propriedades resistentes à chama e à temperatura, eles são
um componente-chave da espuma dos bombeiros.
Alguns produtos químicos tipo PFAS também têm propriedades de atrito reduzidas, por isso são utilizados nas superfícies antiaderentes
de muitas panelas. Eles também fornecem resistência a manchas nas roupas.
Embora os produtos químicos do tipo PFAS pareçam ser úteis, existe a preocupaçãode que, devido às suas propriedades físico-químicas, eles não se decomponham facilmente, se é que se decompõem. Estudos mostram que os produtos químicos PFAS se acumulam na natureza e no meio ambiente, aumentando a probabilidade de exposição humana e potenciais problemas de saúde. De fato, um estudo de 2015 do Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) mostrou que 97% dos cidadãos dos EUA têm esses produtos químicos eternos, ou PFAS, no sangue.
Preocupações com a saúde ligadas ao PFAS
De acordo com o CDC, estudos de pesquisa sugerem que altas concentrações de certos produtos químicos PFAS podem levar a problemas de saúde, como aumento dos níveis de colesterol, alterações nas enzimas hepáticas, pequenas diminuições no peso ao nascer, diminuição da resposta à vacinação em crianças, risco de pré-eclâmpsia ou pressão alta em mulheres grávidas e aumento do risco de câncer testicular ou renal.
No entanto, deve-se notar que esses estudos não investigaram os mesmos PFAS ou tipos de exposição, nem estudaram coortes idênticas. Por essas razões, uma variedade de resultados foi relatada. Como resultado, há interesse em realizar estudos epidemiológicos e relacionados em larga escala para monitorar os níveis de PFAS de forma mais sistemática nas populações.
Usando VAMS® para estudos remotos de PFAS
Uma das questões ao realizar estudos epidemiológicos para medir contaminantes ambientais, como os produtos químicos PFAS, é o custo e a inconveniência da coleta de amostras de sangue venoso. Se coletadas em clínicas, as amostras venosas devem ser enviadas em gelo seco para laboratórios especializados.
Uma solução para reduzir os custos e desafios do transporte de amostras de sangue é usar a amostragem remota de sangue seco no lugar da amostragem de sangue venoso. Amostras de sangue seco superam os problemas logísticos associados à coleta e transporte de sangue venoso. De fato, é por esse motivo que Courtney Carignan e seus colegas decidiram desenvolver um ensaio de PFAS em sangue seco.
O grupo considerou primeiro a amostragem por papel-filtro (cartão DBS), uma vez que havia sido amplamente utilizada no passado, inclusive para estudos de PFAS. No entanto, os pesquisadores comentaram que houve uma falta de precisão observada com o papel-filtro devido a diferentes volumes de sangue aplicados, o que impactou os resultados. Essa visão foi compartilhada na literatura por muitos outros pesquisadores que trabalham com amostras em papel-filtro.
Como resultado, Courtney Carignan e sua equipe, decidiram usar uma abordagem de microamostragem volumétrica absorvente para coletar amostras de sangue. Eles optaram por usar dispositivos Mitra ® baseados na tecnologia VAMS ®.
Em 2018, a Neoteryx co-publicou um estudo com o Instituto Nacional de Saúde e Bem-Estar na Finlândia, que discutiu como a boa linearidade, repetibilidade, precisão e estabilidade foram observadas para 12 produtos químicos PFAS usando microamostras Mitra® de 10 µL.
Embora o estudo de 2018 tenha demonstrado que os produtos químicos PFAS poderiam ser medidos com sucesso a partir de Dispositivos Mitra®, havia uma série de limitações no trabalho apresentado. O primeiro era o tamanho da ponta absorvente do dispositivo, o que limitava o volume que poderia ser coletado. A segunda limitação foi o tamanho da coorte (n=12). Uma terceira limitação foi que o soro, uma matriz popular para medições de PFAS, não havia sido coletado para permitir o comparativo do ensaio.
Como resultado, Carignan e a equipe, embarcaram em um estudo mais amplo para ver como o Mitra® se sairia em um estudo de base comunitária extensa para o biomonitoramento de PFAS. Neste estudo, seu objetivo foi comparar as microamostras de Mitra-VAMS® autocoletadas emparelhadas com o soro colhido da coleta venosa.
Métodos e Resultados do Estudo ‘Químicos Eternos’
- 45 produtos químicos PFAS foram direcionados para o ensaio; 21 destes foram detectados em 1 ou mais amostras.
As amostras foram então extraídas e analisadas por um novo método LC-MS/MS de alta sensibilidade.
- Foram utilizados Dispositivos Mitra® com 4 amostradores de 30 µL por evento de coleta para reunir um volume maior. Esperava-se que isso atuasse para mitigar a contaminação de fundo nominal; as amostras extras também poderiam ser usadas para reanálise, se necessário.
- A precisão e a exatidão do evento de coleta foram determinadas gravimetricamente e verificou-se que estavam dentro de >98% das reivindicações dos fabricantes com 5% de DPR das amostras.
- Amostras venosas (ambas de soro e sangue total seco em VAMS®) foram coletadas de 60 participantes, de uma região onde a água estava contaminada com produtos químicos PFAS. A partir desta coorte, 53 indivíduos também forneceram sangue capilar autocoletado usando dispositivos Mitra®.
- 54% das amostras VAMS® pareadas, coletadas das amostras venosas (por tubo de sangue) ou das amostras autocoletadas, foram secas com dessecante e armazenadas a -20 °C. O restante foi armazenado à temperatura ambiente durante 48 horas antes de ser congelado a -20 °C.
- A detecção de PFAS e as abundâncias em Mitra® foram comparáveis a população em geral.
- Todos, exceto NEtFOSAA e PFDoA, foram detectados no sangue total; suas frequências de detecção foram de apenas 2,4% no soro.
- A frequência de detecção de PFNA foi 15-20% menor nas amostras VAMS®.
- O FOSA não foi detectado no soro, mas teve quase uma frequência de detecção de 50% em VAMS®, o grupo hipotetizou que isso se particionou na camada buffy.
- A correlação de Spearman foi muito alta para todos os tipos de amostra (r > 0,93 e p < 0,0001), incluindo amostras que foram armazenadas a temperatura ambiente por 48 horas.
- As concentrações no sangue total foram principalmente maiores no soro (1,53-1,99) devido ao particionamento do sangue para o plasma.
- Os dados de sangue venoso a capilar foram altamente correlacionados para a maioria dos PFASs (0,97-1,19).
- Os gráficos de dispersão mostraram altas correlações para todos os tipos de amostra (r ≥ 0,92); essas correlações foram observadas para os PFAS mais abundantes.
- A abordagem de microamostragem de sangue capilar mostrou ~100% de recuperação em <6% de DPR em comparação com <3% de DPR para soro.
- Os limites de detecção convertidos no soro foram de 0,1 a 1,0 ng/µL; estudos futuros precisariam ser realizados para observar níveis mais baixos na população.
Conclusões dos Autores do Estudo de Químicos Eternos
- Amostras de Mitra-VAMS® autocoletadas foram bem adequadas para caracterizar as concentrações de PFAS.
- Altas correlações foram observadas entre o sangue capilar em VAMS® e o soro, embora para a maioria das amostras de soro, os valores para PFAS foram 2x maiores.
- Os autores afirmaram: “A coleta de dados de um número relativamente grande de participantes (53 pessoas), ajuda a demonstrar que o sangue total coletado e analisado usando VAMS® pode ser usado para prever os níveis séricos com precisão relativamente boa…”; eles acrescentaram que a amostragem VAMS® poderia ser usada para apoiar comparações junto aos dados do Centro Pesquisa Nacional de Exame de Saúde e Nutrição (NHANES) dos Estados Unidos.
- Embora os Coeficientes de Variação (CV) médios para VAMS® e soro baseados em campo tenham sido maiores, os CVs para VAMS® coletados em laboratório (a partir de tudos de sangue) foram menores do que o soro, o que poderia indicar imprecisões na pipetagem.
- É necessário considerar a coleta de volume limitado para análise futura de amostras armazenadas ao usar microamostras.
- Supera obstáculos na obtenção de amostras em estudos de populações maiores.
Este é outro exemplo altamente bem-sucedido de emparelhamento de microamostras com um ensaio LC-MS/MS multiplex de alta sensibilidade. Isso abre oportunidades para amostragem remota de coortes de difícil acesso sem o inconveniente e o custo de coletas de sangue através de Flebotomia por pessoal treinado.
Em uma nota separada, foi interessante ver que uma maior precisão foi observada ao coletar sangue em Dispositivos Mitra® no laboratório em comparação com a pipetagem. Esta não é a primeira vez que isso é observado. De fato, para algumas aplicações, os dispositivos Mitra® podem ser usados para substituir a pipetagem.
Por exemplo, ao processar amostras de plasma para LC-MS, o plasma pode ser coletado em dispositivos Mitra® e seco. Em seguida, a precipitação de proteína na ponta pode ser conduzida com um solvente, tal como Acetonitrila. Este processo negaria assim a necessidade das etapas de pipetagem e centrifugação usando um fluxo de trabalho de plasma úmido tradicional. Além disso, se isso fosse conduzido usando o 96-Autorack, então 96 amostras poderiam ser processadas simultaneamente, melhorando o rendimento do método.
Este é um conteúdo com curadoria.
Sobre as Soluções em Microamostragem Fornecidas pela Allcrom
A Allcrom está se especializando em dispositivos de microamostragem inovadores, minimante invasivos e que possibilitam uma amostragem remota, permitindo modelos descentralizados de pesquisa e assistência médica.
Os Dispositivos Mitra® são o primeiro dessa gama e em breve teremos mais novidades.