O pesquisador Valten­­cir Zucolotto sabe o quão difícil é produzir conhecimento científico no Brasil. Entretanto, ele assinala que apesar de haver uma grande diferença no volume de recursos destinados no país à pesquisa em relação às nações mais avançadas, em muitas áreas os brasileiros estão em pé de igualdade com outros pesquisadores. “Em áreas da nanomedicina, como na produção de sistemas de diagnóstico mais precisos e baratos de doenças infecciosas, e na produção e funcionalização de alguns outros nanomateriais nos destacamos, basta ver o número de publicações internacionais que temos realizado”, diz.

Em quais áreas médicas (diagnóstico/terapia) o Brasil está mais avançado?

Em várias áreas da nanomedicina nos equiparamos à boa produção internacional. Outra área muito relevante, em que estamos em igualdade, ou em alguns casos, à frente, é na área de nanotoxicologia. Essa área acompanha sempre os estudos de nanomedicina e tem por objetivo estudar os potenciais efeitos tóxicos dos nanomateriais em seres vivos, meio ambiente etc. Ou seja, precisamos garantir que o que estamos produzindo, depois de usado, manipulado e descartado, não prejudicará o ser humano ou o ambiente. Essa é uma área nova, e nosso grupo tem publicado artigos internacionais e desenvolvendo novas metodologias de análise de risco de nanomateriais.

E quais são as maiores evoluções na área?

Em diagnóstico, as áreas mais avançadas referem-se à fabricação de biossensores, ou seja, dispositivos miniaturizados para detecção de várias substâncias de interesse (uréia, glicose, dopamina, anticorpos etc.) com baixo custo e descartáveis, para serem utilizados no conceito de point-of-care, pelo próprio paciente, ou em ambulatório.

Na terapia, os sistemas teranósticos (que congregam terapia e diagnóstico no mesmo material) são grandes apostas. Por exemplo, pode-se utilizar uma mesma nanopartícula para promover o contraste da imagem por ressonância magnética (RM), e após a localização do tumor, esse mesmo material pode liberar um quimioterápico no local e até causar aumento localizado da temperatura, causando morte celular no tumor. Em nosso laboratório, a produção e aplicação desses nanomateriais teranósticos está em andamento.

De que forma a nanotecnologia aplicada à medicina aprimora o diagnóstico e o tratamento de doenças?

De várias formas, tanto em diagnóstico quanto em terapia. Em diagnóstico, ressaltamos a utilização de nanopartículas – partículas, geralmente esféricas, com diâmetros da ordem de alguns nanometros (1 nm = 1 x 10-9 m) que possuem propriedades magnéticas e são praticamente não-tóxicas – como agentes de contraste em imagem por ressonância magnética. Uma nanopartícula é decorada com receptores específicos que identificam tumores dentro do corpo, e se alojam nesses locais. Isso facilita o contraste da imagem por RM, de maneira que tumores que antes seriam pouco visíveis, agora são visualizados.

Em terapia, várias nanopartículas de diferentes materiais (metais, polímeros e cerâmicas) têm sido estudadas para carregar um fármaco até um local específico dentro do corpo, por exemplo, um tumor ou um órgão afetado. Ao chegar à região específica, essas nanopartículas podem entrar nas células e liberar o fármaco, como um quimioterápico, aumentando a eficácia do tratamento e diminuindo os efeitos colaterais, pois a nanopartícula só libera o fármaco no local correto. Outra forma de terapia é através da hipertermia, na qual com um estímulo externo, pode-se aumentar a temperatura do local onde estão alojadas as nanopartículas, e assim promover a morte celular de um tumor, por exemplo.

Os nanomateriais podem ajudar ainda os processos biomédicos, como na fabricação de biossensores (como o glicosímetro), pois podem tornar as análises clínicas mais baratas e eficazes.

Em relação aos materiais usados, eles podem encarecer um tratamento/diagnóstico futuro?

Pelo contrário, na maioria das vezes (há exceções) o que se busca é um sistema de diagnóstico ou de terapia mais eficiente e a custo bem mais reduzido. Os materiais utilizados para a fabricação das nanopartículas podem não ser baratos, como, por exemplo, ouro ou alguns polímeros, mas as quantidades [usadas para a fabricação] são muitíssimo pequenas, o que faz com que o produto final tenha uma ótima relação custo-benefício.

Valtencir Zucolotto, físico, professor e pesquisador do Laboratório de Nanomedicina e Nanotoxicologia do Instituto de Física de São Carlos, da USP.

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Usos

Confira algumas aplicações da nanomedicina:

Contraste

As nanopartículas são desenvolvidas para funcionarem como mísseis teleguiados, que rumam em direção a um tumor e se fixam especificamente ao redor de células tumorais. Por serem pequenas e funcionalizadas, há menor risco de que acabem abrangendo também as células saudáveis. Carregam consigo marcadores que agem como contraste e permitem que o tumor seja localizado por meio de técnicas de ressonância magnética.

Sensores

Um dos projetos desenvolvidos pelo IFSC em parceria com o Instituto do Coração (Incor) é monitorar o nível de uma proteína chamada troponina que é produzida e liberada quando há risco de infarto. Para isso, são criados biossensores feitos a partir de nanopartículas que detectam níveis muito pequenos e precisos da troponina no sangue de um paciente, assim como se houve aumento na variação desses mesmos níveis que alertem para um risco de infarto. O mesmo pode ser aplicado para exames de diabetes e de anticorpos produzidos por doenças específicas.

Fase da pesquisa

As nanopartículas ainda não fazem parte da clínica médica em humanos, sendo testadas apenas em células in-vitro e modelos animais. Ainda não se sabe se o corpo se adaptará a elas sem nenhum risco, mas estudos estão sendo feitos nessa área. O Laboratório de Nanomedicina e Nanotoxicologia do IFSC/USP, por exemplo, possui linhas de pesquisa justamente com esse fim, além de estudar seus efeitos sobre o meio-ambiente.

Materiais

A maior parte das nanoestruturas é desenvolvida com metais como ouro, prata, platina, carbono e polímeros naturais.

Diferenças

Veja as distinções entre a medicina tradicional e a nanomedicina:

A nanotecnologia aplicada à área da medicina vale-se de nanomateriais, em geral, as nanopartículas, partículas compostas por algumas centenas de átomos que, por terem um tamanho muito pequeno, possuem características únicas que permitem agir de forma mais eficaz ou localizada sobre um tumor ou se associar melhor a uma proteína importante para se chegar a determinado diagnóstico. Em geral, partículas “normais”, por terem um tamanho maior, muitas vezes superior ao das células que se pretende tratar, perdem algumas características importantes para aperfeiçoar o tratamento ou o diagnóstico. Um exemplo: por ser muito pequena, uma nanopartícula quimioterápica pode se infiltrar melhor dentro de uma célula cancerígena, fazendo não só com que o contato com esse tumor seja maior (já que a nanopartícula tem maior área superficial específica), mas com que o tratamento seja mais localizado, evitando que o quimioterápico atinja muitas células vizinhas que são saudáveis.