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Precioso tratamento
Cientistas testam o uso de nanodiamantes para resolver problemas como câncer e inflamações
A pequena figura poligonal produzida em laboratório é 7,5 mil vezes menor do que a espessura de um fio de cabelo
Publicado: 22/08/2015 às 12:00
Um anel decorado com uma grande pedra preciosa pode impressionar, mas, ao menos no caso dos diamantes, o verdadeiro valor pode estar nos menores exemplares. Uma versão ultraminiaturizada desse cristal tem sido estudada por cientistas em diversas aplicações na medicina, que incluem exames de imagem de altíssima precisão e terapias personalizadas.
A pequena figura poligonal produzida em laboratório é 7,5 mil vezes menor do que a espessura de um fio de cabelo e pode ser projetada para assumir diferentes funções, inclusive levar combinações de medicamentos direto para as células do organismo. Se for adotada para o desenvolvimento de tratamentos reais, a tecnologia pode reduzir o tempo necessário para a criação de uma droga, além de diminuir os riscos e os efeitos colaterais causados por medicamentos mais agressivos.
O uso das nanoestruturas de carbono na medicina ganhou destaque pela primeira vez em 2007, quando uma equipe de pesquisadores da Universidade de Oxford, no Reino Unido, e do Argonne National Laboratory, nos Estados Unidos, estudou o potencial eletrostático dessas estruturas e como essa propriedade poderia ser útil na interação com outros materiais. Essas minúsculas joias têm formatos que lembram uma bola de futebol, uma configuração que permite que se se liguem a diferentes moléculas. Descobriu-se que os nanodiamantes não tinham aplicação somente na fabricação de supermateriais, mas também como um importante componente para potencializar o efeito de medicamentos.
Quando uma droga contra o câncer entra no organismo, por exemplo, grande parte dela é absorvida por células saudáveis, e muitas das moléculas que conseguem chegar às partes doentes do corpo sequer penetram nas estruturas inimigas. Da pequena parcela do medicamento que consegue de fato atingir o tumor, boa parte acaba expulsa pelas células malignas antes de conseguir derrotá-las.
Estudos em laboratório e em cobaias mostram que os nanodiamantes podem ser a arma que os medicamentos precisam para combater esse inimigo. Os cristais servem como um tipo de veículo, carregando as moléculas da droga através da barreira criada pelo tumor e garantindo que elas ficarão ali até executarem a sua função. O método demonstrou resultados positivos em testes de tratamentos contra o câncer no cérebro, uma área extremamente delicada e que oferece muitos riscos aos pacientes.
“A quimioterapia com os nanodiamantes permite que a atividade da droga fique restrita ao tumor, ao mesmo tempo em que evita que as moléculas tóxicas da droga se espalhem para outras partes do cérebro, o que resultaria em uma alta toxicidade”, explica Dean Ho, professor da Universidade da Califórnia em Los Angeles que estuda o uso dos nanodiamantes no tratamento de tumores cerebrais. “A quimioterapia comum é muito tóxica e causa grandes efeitos colaterais. Quando drogas como doxorrubicina são ligadas aos nanodiamantes, a atividade delas é atenuada ou blindada até que sejam liberadas”, descreve Ho.
Segurança
Em um experimento feito com ratos, os pequenos cristais provaram que podem tornar uma terapia invasiva, como a quimioterapia, mais segura aos pacientes. Uma dose letal do quimioterápico foi injetada em um grupo de animais com tumores, e outros bichos com câncer receberam a mesma quantidade de medicamento, mas combinada a nanodiamantes. Todos os animais que receberam a terapia tradicional morreram, enquanto os que foram tratados com a droga associada com os cristais sobreviveram.
Dean Ho trabalha no desenvolvimento de uma plataforma que permita o desenvolvimento de medicamentos combinados a partir da tecnologia dos nanodiamantes e que possibilitaria a criação de drogas mais seguras e personalizadas. “Nós usamos uma poderosa plataforma tecnológica para desenvolver combinações otimizadas de drogas”, explica o pesquisador, que descreveu o trabalho em um artigo publicado hoje na revista Science Advances.
Além do câncer, a ferramenta poderia ser usada para combater condições como problemas oftalmológicos e inflamações, além de agir na cicatrização e até mesmo na regeneração óssea. “Essas combinações se tornam ainda mais potentes se considerarmos a eficácia e a segurança dessas drogas quando elas são projetadas a partir de nanodiamantes”, observa Ho.
Para saber mais
Foco em outras nanoestruturas
Mais tipos de nanoestruturas são investigadas como possíveis ferramentas para uso em tratamentos médicos. Antes dos diamantes, os nanotubos de carbono já eram testados como veículos para o transporte de agentes terapêuticos. Esses cilindros são atraídos por tumores e conseguem penetrar as células cancerosas, possibilitando um tratamento mais eficiente e menos tóxico. Outra nanojoia da medicina são as partículas de ouro, que são revestidas com um composto que as ajuda a localizar o tecido doente dentro do organismo. Dentro das células malignas, o metal precioso absorve a radiação da radioterapia, amplificando o efeito do tratamento sobre o tumor. No Brasil, as tecnologias fazem parte de uma linha de pesquisa desenvolvida na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). A ação dessas nanoestruturas sobre células tumorais está sendo testada pelos pesquisadores brasileiros em tumores de difícil tratamento, como os de cabeça e pescoço. “Não podemos dizer que a nanotecnologia é algo do futuro, ela já é uma realidade”, ressalta Lídia Maria de Andrade, estudante de pós-doutorado do Laboratório de Nanometria do Departamento de Física da UFMG.
A pequena figura poligonal produzida em laboratório é 7,5 mil vezes menor do que a espessura de um fio de cabelo e pode ser projetada para assumir diferentes funções, inclusive levar combinações de medicamentos direto para as células do organismo. Se for adotada para o desenvolvimento de tratamentos reais, a tecnologia pode reduzir o tempo necessário para a criação de uma droga, além de diminuir os riscos e os efeitos colaterais causados por medicamentos mais agressivos.
O uso das nanoestruturas de carbono na medicina ganhou destaque pela primeira vez em 2007, quando uma equipe de pesquisadores da Universidade de Oxford, no Reino Unido, e do Argonne National Laboratory, nos Estados Unidos, estudou o potencial eletrostático dessas estruturas e como essa propriedade poderia ser útil na interação com outros materiais. Essas minúsculas joias têm formatos que lembram uma bola de futebol, uma configuração que permite que se se liguem a diferentes moléculas. Descobriu-se que os nanodiamantes não tinham aplicação somente na fabricação de supermateriais, mas também como um importante componente para potencializar o efeito de medicamentos.
Quando uma droga contra o câncer entra no organismo, por exemplo, grande parte dela é absorvida por células saudáveis, e muitas das moléculas que conseguem chegar às partes doentes do corpo sequer penetram nas estruturas inimigas. Da pequena parcela do medicamento que consegue de fato atingir o tumor, boa parte acaba expulsa pelas células malignas antes de conseguir derrotá-las.
Estudos em laboratório e em cobaias mostram que os nanodiamantes podem ser a arma que os medicamentos precisam para combater esse inimigo. Os cristais servem como um tipo de veículo, carregando as moléculas da droga através da barreira criada pelo tumor e garantindo que elas ficarão ali até executarem a sua função. O método demonstrou resultados positivos em testes de tratamentos contra o câncer no cérebro, uma área extremamente delicada e que oferece muitos riscos aos pacientes.
“A quimioterapia com os nanodiamantes permite que a atividade da droga fique restrita ao tumor, ao mesmo tempo em que evita que as moléculas tóxicas da droga se espalhem para outras partes do cérebro, o que resultaria em uma alta toxicidade”, explica Dean Ho, professor da Universidade da Califórnia em Los Angeles que estuda o uso dos nanodiamantes no tratamento de tumores cerebrais. “A quimioterapia comum é muito tóxica e causa grandes efeitos colaterais. Quando drogas como doxorrubicina são ligadas aos nanodiamantes, a atividade delas é atenuada ou blindada até que sejam liberadas”, descreve Ho.
Segurança
Em um experimento feito com ratos, os pequenos cristais provaram que podem tornar uma terapia invasiva, como a quimioterapia, mais segura aos pacientes. Uma dose letal do quimioterápico foi injetada em um grupo de animais com tumores, e outros bichos com câncer receberam a mesma quantidade de medicamento, mas combinada a nanodiamantes. Todos os animais que receberam a terapia tradicional morreram, enquanto os que foram tratados com a droga associada com os cristais sobreviveram.
Dean Ho trabalha no desenvolvimento de uma plataforma que permita o desenvolvimento de medicamentos combinados a partir da tecnologia dos nanodiamantes e que possibilitaria a criação de drogas mais seguras e personalizadas. “Nós usamos uma poderosa plataforma tecnológica para desenvolver combinações otimizadas de drogas”, explica o pesquisador, que descreveu o trabalho em um artigo publicado hoje na revista Science Advances.
Além do câncer, a ferramenta poderia ser usada para combater condições como problemas oftalmológicos e inflamações, além de agir na cicatrização e até mesmo na regeneração óssea. “Essas combinações se tornam ainda mais potentes se considerarmos a eficácia e a segurança dessas drogas quando elas são projetadas a partir de nanodiamantes”, observa Ho.
Para saber mais
Foco em outras nanoestruturas
Mais tipos de nanoestruturas são investigadas como possíveis ferramentas para uso em tratamentos médicos. Antes dos diamantes, os nanotubos de carbono já eram testados como veículos para o transporte de agentes terapêuticos. Esses cilindros são atraídos por tumores e conseguem penetrar as células cancerosas, possibilitando um tratamento mais eficiente e menos tóxico. Outra nanojoia da medicina são as partículas de ouro, que são revestidas com um composto que as ajuda a localizar o tecido doente dentro do organismo. Dentro das células malignas, o metal precioso absorve a radiação da radioterapia, amplificando o efeito do tratamento sobre o tumor. No Brasil, as tecnologias fazem parte de uma linha de pesquisa desenvolvida na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). A ação dessas nanoestruturas sobre células tumorais está sendo testada pelos pesquisadores brasileiros em tumores de difícil tratamento, como os de cabeça e pescoço. “Não podemos dizer que a nanotecnologia é algo do futuro, ela já é uma realidade”, ressalta Lídia Maria de Andrade, estudante de pós-doutorado do Laboratório de Nanometria do Departamento de Física da UFMG.
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