A Nanomedicina é denominação dada à junção da nanotecnologia com a medicina, e, como tal, consiste em usar nanopartículas, nanoestruturas e outros elementos em escala nanométrica para curar, diagnosticar ou prevenir doenças. Isso faz dela uma ciência com enorme destaque, com a qual a Engenharia de Materiais apresenta grande contribuição, embora essa seja desconhecida por muitos.
A grande maioria dos materiais utilizados por essa engenharia, dentre os quais se destacam cerâmicos, poliméricos, nanotubos, grafeno e os materiais biológicos (proteínas, lipídios, anticorpos), são os mesmos usados na nanomedicina, só que em escala nanométrica (em nm, que equivalem a um bilionésimo de metro), na forma de nanopartículas. Esse tamanho confere aos nanomateriais propriedades diferentes em relação à escala macroscópica, o que demanda técnicas, metodologias e equipamentos distintos dos já consolidados e padronizados para sua caracterização. Um exemplo de nova técnica desenvolvida para se obter propriedades nanoscópicas é a microscopia de força atômica, que consiste na varredura da superfície da amostra analisada com uma sonda a fim de obter uma imagem topográfica com resolução atômica, além de caracterizar as propriedades.
Embora seja uma ciência nova, a nanomedicina possui metodologias já consolidadas. Uma delas, bem desenvolvida na área de terapia, é Drug Delivery, entrega de medicamentos contidas em nanocápsulas, a qual é direcionada e específica ao local que há de ser tratado. Uma aplicação dessa técnica é eliminar um crescimento tumoral.
Já uma técnica utilizada recentemente, também voltada para terapia tumoral, pelos pesquisadores do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia (GNano) (www.nanomedicina.com.br) do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP) sob a coordenação do professor Valtencir Zucolotto, emprega luz infravermelha para ativar nanomateriais fotoativos e antitumorais no interior do organismo e, assim, induzir a morte de células cancerosas por hipertermia localizada.
As nanopartículas com as quais esse trabalho foi desenvolvido são feitas de materiais chamados de teranósticos, isto é, possuem aplicações simultâneas em terapia e em diagnóstico. Ao serem colocadas no sistema circulatório, elas tendem a migrar e a se incorporar a células tumorais. Sua localização no organismo pode ser mapeada por meio de procedimentos usuais da medicina, como a tomografia, ressonância magnética, ou específicos, como a espectroscopia fotoacústica.
Uma vez visualizadas no local desejado, as nanopartículas podem ser aquecidas por magneto-hipertermia, se possuírem um núcleo magnético, como a magnetita, por exemplo, ou por foto-hipertermia, aplicando luz.
Na aplicação por fototermia, tem sido usado, além de grafeno, ouro para criar os teranósticos, que são bastante sensíveis à forma ou à estrutura dos materiais com os quais são formados. As nanopartículas de ouro com forma esférica só absorvem luz na região visível do espectro eletromagnético, impedindo o uso em fototermia, pois a luz visível não atravessa os tecidos como a luz infravermelha. Por outro lado, os mesmos nanomateriais, em forma de bastões, apresentam um modo vibracional eletrônico longitudinal que permite a absorção de luz no espectro infravermelho, permitindo testá-los no tratamento de alguns tipos de câncer por fototermia.
Percebeu-se que o transporte desses compostos para as células-alvo, que costuma ser feito por meio de nanocápsulas, é mais eficiente quando essas são constituídas do mesmo material das células-alvo. Atualmente, a maioria das nanocápsulas para carrear fármacos e moléculas pelo organismo são fabricadas a partir de lipídeos e polímeros. Mas podem ser feitas também da membrana da própria célula, como no caso da pesquisa feita pelo GNano, oriundos de linhagens de células cancerosas.
Apesar dos grandes avanços dessas áreas, os materiais e as partículas, quando entram em contato com organismos e ecossistemas, apresentam toxicidade, fator extremamente importante nos estudos. É papel da Nanotoxicologia, portanto, avaliar o perfil e os mecanismos toxicológicos das nanopartículas no meio biológico em que se inserem.
O estudo da nanotoxicidade leva em consideração um conjunto de características das nanopartículas, como o tamanho e área de superfície, as características de superfície, a estabilidade da partícula, a presença de impurezas e a via pela qual ocorreu a exposição. Para analisar uma grande gama de variáveis, são realizados os ensaios in vivo e in vitro.
Os ensaios in vivo utilizam organismos vivos para se ter uma perspectiva global das nanopartículas num órgão ou tecido específicos, além de avaliar as consequências da sua interação com o sistema imunológico. Tais fatos permitem a quantificação farmacocinética (absorção, distribuição, eliminação e transporte) das partículas.
Os ensaios in vitro são bastante frequentes devido as suas vantagens como a eliminação das variáveis intrínsecas, controle absoluto do meio em que decorre o ensaio, desde as suas características físico-químicas até as fisiológicas. Um exemplo é o ensaio com o corante Vermelho Neutro.
Este ensaio avalia a viabilidade de culturas celulares, utilizando como reagente um corante indicador de pH, designado de Vermelho Neutro, que atravessa a membrana das células saudáveis por difusão e é, posteriormente, armazenado no lisossomas. Sendo um indicador de pH, o vermelho neutro apresenta coloração diferente conforme responde ao pH do meio, tornando-se amarelo para valores acima de 8, contrastando com a cor vermelha em meios ácidos, como o meio lisossomal.
A interação das células com compostos potencialmente tóxicos altera as características das membranas celulares e lisossomais, resultando numa menor incorporação de corante. Desta forma, quanto maior for a absorbância medida, maior terá sido a incorporação do corante e, portanto, menos tóxico o composto em análise.
referências bibliográficas
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