Nanomateriais, nanomedicina, nanofármacos. Porque tantos cientistas estudam este mundo tão pequeno?

Por Keli Fabiana Seidel                                                                                                               Grupo de pesquisa em Bio-Optoeletrônica Orgânica– UTFPR

keli-imagem-1O desenvolvimento de materiais em escala nanométrica e as descobertas de diferentes aplicações destas “nano-coisas” em nosso cotidiano, provavelmente, vão muito além do que você possa imaginar. Dentre as várias possibilidades de aplicações da nanotecnologia, no texto de hoje vamos focar em aplicações voltadas às áreas biomédicas, através da técnica de tratamento terapêutico fototérmico. Primeiramente, esclarecemos que 1 nm (nm=nanômetro) significa 1 x 10-9 m, ou seja, um bilionésimo do metro. Materiais com essa ordem de grandeza podem penetrar em membranas celulares e, exatamente por essa propriedade, nanomateriais vêm sendo muito utilizados no auxílio de diagnósticos médicos e tratamentos de doenças, principalmente nos últimos 10 anos. De início, pesquisadores estudam situações como, por exemplo, analisar se existe afinidade entre certos nanomateriais e determinadas células de nosso corpo que estejam doentes. Assim, ao injetar estes nanomateriais em nosso corpo, estes se deslocam até as células doentes onde o processo para tratamento ou diagnóstico é ativado.

A conceituada revista Nature traz diversas publicações recentes nessa área, mostrando importantes resultados em biomedicina. Nesse texto irei mencionar o trabalho desenvolvido por pesquisadores chineses que se baseia no tratamento terapêutico fototérmico para destruir células cancerosas. Essa técnica consiste em injetar no corpo de um paciente com câncer o traçador nanométrico (no caso, nanopartículas-NPs) onde, devido à afinidade desses nanomateriais com as células cancerosas, fazem com que essas NPs desloquem-se até essas as células doentes. Na sequência, através de fibras óticas e um laser, é incidido um determinado comprimento de onda de luz sobre as NPs que já estão no corpo do paciente. Se essas NPs absorverem a luz incidente irão gerar um sobre-aquecimento local que, por fim, destroem as células cancerosas. Tal técnica já vem sendo estudada há anos, pois oferece vantagens de ser muito eficiente em alguns tipos de cânceres e ser um método minimamente invasivo.

Porém, na prática o que se observa é que tais NPs nem sempre são biocompatíveis gerando certo grau de toxicidade em longo prazo nos pacientes (ver texto do CDQ sobre o assunto). Por outro lado, se esses nanomateriais são biocompatíveis eles são também biodegradáveis e, após as NPs serem injetadas dentro do corpo do paciente começam a degradar rapidamente inibindo a eficácia do tratamento. E aí vem a questão dos pesquisadores: como gerar NPs que sejam biocompatíveis e biodegradáveis, mas que não percam sua eficiência tão rápida após serem injetadas no corpo?

Descrição do processo ocorrido durante o tratamento terapêutico fototérmico

Descrição do processo ocorrido durante o tratamento terapêutico fototérmico

A fim de responder essa pergunta, a proposta diferenciada apresentada pelos pesquisadores chineses é o desenvolvimento de nanopartículas que têm toxicidade inapreciável e boa biocompatibilidade, combinada a uma excelente eficiência de terapia fototérmica. As nanopartículas desenvolvidas por eles são compostas por pontos quânticos de fósforo preto (PQFP) encapsulados por uma camada de revestimento de poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) (ver acima). Essa camada de PLGA, que fica no lado externo da nanopartícula, possui propriedades hidrofóbicas e tem como objetivo isolar o agente fototérmico (PQFP) do oxigênio e água, assim como controlar a taxa de degradação desse agente. Lembrando que o PQFP é o agente fotossensível que receberá a luz e gerará calor destruindo as células cancerosas. Especificamente, o trabalho diferenciado proposto pelos pesquisadores está relacionado a este encapsulamento que controla a degradação do agente fotossensível tornando esse tratamento ainda mais eficiente. Para testar a eficiência do trabalho, testes in vivo, feitos em ratos, utilizando a técnica de tratamento fototérmico, mostram que ao irradiar com um laser infravermelho sob as esferas com e sem esse encapsulamento, que o aquecimento maior ocorre para as nanopartículas com o encapsulamento do agente fototérmico (PLGA). A temperatura máxima atingida após 10 min. de irradiação é de aproximadamente 58,8oC, sendo esse valor de temperatura suficiente para causar o processo de ablação no tumor destruindo-o. Os resquícios liberados desse processo são, em sua maioria, biocompatíveis sendo eliminados posteriormente pelo corpo do paciente, tornando esse um tratamento minimamente invasivo. Pesquisas como essa nos aproxima cada vez mais de uma biomedicina mais eficiente e pouco invasiva nos fornecendo a possibilidade de uma expectativa de vida cada vez melhor.

Para saber mais acesse o artigo original, clicando aqui.

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