Toxicidade dos nanotubos : meio ambiente e saúde esperam respostas.

Colocação do problema

Nos últimos meses, a questão da toxicidade de nanoestrutras vem sendo alvo de atenções mundiais, tanto por parte da mídia quanto das entidades governamentais e não-governamentais. Aliás, tal preocupação é muito bem-vinda, uma vez que traz para a arena de discussões importantes questões relacionadas com o meio ambiente e a saúde.

O próprio Boletim Eletrônico LQES NEWS, em sua edição 116 (dezembro de 2006), tratou do assunto quando divulgou o resultado dos experimentos de interação de nanotubos de carbono com água de diferentes procedências, realizados por pesquisadores da Georgia Tech University (Estados Unidos), que levantaram inquietantes preocupações sobre a disseminação dos mesmos em meios aquáticos.

Em sintonia com tais preocupações e buscando respostas, o CNRS - Centre National de Recherche Scientifique, da França anunciou, agora em janeiro, que seus pesquisadores vão estudar a toxicidade dos nanotubos de carbono (1) durante 3 anos. Serão contempladas nesses estudos três temáticas. A primeira diz respeito a uma avaliação do caráter poluente dos nanotubos, notadamente no que se refere à sua toxicidade frente à fauna. A segunda procurará avaliar a toxicidade para o homem, enquanto a terceira estará voltada para a síntese "mais limpa" dos nanotubos. Segundo o CNRS é importante frisar que o tema "ecotoxicidade" jamais foi considerado, apesar da quantidade mais e mais crescente do emprego de nanotubos na indústria mundial.

Modelização de um nanotubo de carbono de parede dupla.

Créditos: E. Flahaut

Para nos situarmos melhor, basta que consideremos a própria produção mundial de nanotubos. Já atingimos um montante de várias centenas de toneladas/ano! A esta altura, o leitor pode se perguntar: afinal, em quais produtos está sendo utilizado tanto nanotubo (de carbono)? A resposta não é difícil. Partes dela já foram veiculadas em nosso Boletim, quase sempre relacionadas com Hi-Tech. Os nanotubos podem ser encontrados em telas planas, pneus, indústria automotiva (reforço de carrocerias), artigos esportivos (quadro de bicicletas, por exemplo), tecidos, entre outros. Na avaliação do CNRS, é bom que se informe que os estudos sobre o efeito dos nanotubos na saúde humana estão, até então, em estágio embrionário, enquanto que seu impacto sobre o meio ambiente é praticamente inexplorado.


Quem são os atores e quanto custa este estudo?

Segundo informações colhidas no site do CNRS estarão envolvidos no projeto quatro laboratórios, sendo dois do próprio CNRS. O projeto terá a duração de 3 anos e um orçamento da ordem de 300 mil euros (cerca de 840 mil reais).

A equipe será constituída por pesquisadores e engenheiros dos quatro laboratórios. A coordenação do projeto ficará a cargo de Emmanuel Flahaut, pesquisador do CNRS, que trabalha na equipe de Nanocompósitos e Nanotubos de Carbono do CIRIMAT (Centro Interuniversitário de Pesquisa e Engenharia de Materiais de Tolouse, CNRS/Universidade de Tolouse). Participam ainda do estudo o Laboratório de Biomateriais e Reparação de Tecidos (INSERM/Universidade de Bordeaux), o Laboratório de Macrófagos, Mediadores de Inflamação e Interações Celulares (Universidade de Tolouse), a Unidade de Imunoquímica do Departamento de Bioquímica da Universidade de Oxford (Reino Unido) e o Projeto Carbio (www.carbio.eu), com participações de equipes da Alemanha, Áustria, França, Grã-Bretanha, Países-Baixos e Polônia.


Alguns detalhes sobre o projeto.

No sentido de dar grande visibilidade a esta iniciativa foram publicados em vários meios de comunicação detalhes do projeto CNRS. Procuraremos aqui colocar as informações que acreditamos as mais relevantes. Nossa intenção com isso é, na melhor das hipóteses, sensibilizar a comunidade científica brasileira que atua na área das nanotecnologias para a necessidade de começarmos a pensar concretamente no desenvolvimento de pesquisas para fazer face às preocupações com meio ambiente e saúde humana, uma vez que, também no Brasil, já contamos não só com empresas que estão introduzindo nanoestruturas em seus produtos, como também com um grande número de laboratórios de pesquisa universitários que trabalham com estes materiais.


Conforme dito, o projeto contempla três vertentes:

# Impacto ao Meio Ambiente

Segundo o CNRS este é o aspecto inovador, dado jamais ter sido estudada tal questão. Após sua utilização, os produtos contendo nanotubos de carbono são descartados das mais variadas maneiras e, como conseqüência, podem vir a poluir o meio ambiente. A preocupação dos pesquisadores será principalmente com o meio aquático, onde se concentra a poluição. Anfíbios serão colocados em contato com suspensões de nanotubos. A idéia aqui é a obtenção de dados sobre toxicidade aguda (mortalidade, modificações de comportamento) e genotoxicidade (alteração do patrimônio genético). Estudos preliminares já realizados dão conta da necessidade de se estabelecer uma correlação entre a toxicidade intrínseca dos nanotubos e suas características, tais como dimensões, número de paredes, etc., e também com traços do catalisador metálico usado em sua fabricação que, via-de-regra, permanecem nas amostras.

Larvas de anfíbios utilizadas no estudo.

Créditos: E. Flahaut

# Saúde Humana

Os pesquisadores, nesta vertente, pretendem examinar, in vitro, a interação de nanotubos de carbono com macrófagos humanos e, in vivo, em nível pulmonar, com camundongos. Estes estudos poderão aportar importantes informações sobre se a inalação de nanotubos provoca reações inflamatórias. Emmanuel Flahaut e colaboradores, da Universidade de Oxford, verificaram que ao misturar nanotubos com plasma ou serum humanos ocorre a adsorção dos mesmos por certas proteínas. Neste caso, os nanotubos são reconhecidos como elementos estranhos e podem, portanto, provocar o aparecimento de reações inflamatórias. Acreditam os cientistas que a compreensão abrangente destes resultados poderá abrir grandes perspectivas na direção de aplicações médicas, como por exemplo, no melhoramento da eficácia das vacinas.


# Síntese de Nanotubos de Carbono

Neste aspecto os pesquisadores visam estudar as possibilidades de tornar os nanotubos de carbono "mais limpos" e, principalmente, reduzir os rejeitos gasosos. Por outro lado, há também o interesse de "preencher" os nanotubos de carbono com materiais magnéticos, dentro da perspectiva de usá-los no tratamento de câncer, através da técnica de termoterapia.

Palavras Finais

No ano de 2005, vimos crescer o debate e as iniciativas no sentido de responder às questões sobre a toxicidade dos produtos gerados pelas nanotecnologias, tais como nanotubos de carbono e nanopartículas. Importantes discussões ocorreram e vêm ocorrendo nos Estados Unidos envolvendo órgãos como a EPA (Environment Protection Agency) e a FDA (Food and Drug Administration), visando à construção de arcabouços legais e protocolos de avaliação de riscos que possam permitir uma inserção responsável dos produtos nanotecnológicos na vida dos cidadãos. Esforços também têm sido feitos na Europa e no Japão, tanto em termos dos aspectos da toxicidade das nanoestruturas quanto da sua classificação e normalização.

A dificuldade maior relacionada com a toxicidade que advém das substâncias em nanoescala - e que torna as avaliações muito mais complexas -, é que em tal escala de tamanho as propriedades químicas, físicas, mecânicas e biológicas são notavelmente modificadas. É quase como se tivéssemos uma nova substância, quando comparada com a forma "não-nano". Até agora, a base da classificação da toxicidade era fundamentada no fato de que, se uma substância fosse testada e apresentasse elevada toxicidade, todas as similares e assemelhadas automaticamente fariam parte do grupo ou conjunto, logo, seriam classificadas como tóxicas.

Trata-se, como se observa, de uma lógica que não pode ser praticada diretamente para o caso das substâncias em nanoescala, uma vez que intervêm dois outros elementos importantes: tamanho e morfologia das partículas. Por exemplo, para eliminação de gases ou toxinas muitas vezes é prescrito o velho e bom carvão ativo. No entanto, não teríamos hoje tanta tranqüilidade se nos fosse prescrita uma drágea de nanotubos de carbono! Apesar das substâncias serem rigorosamente constituídas pelo mesmo elemento, no caso o carbono, a primeira é não-cristalina, com morfologia pouco definida e praticamente inerte, enquanto que a segunda apresenta estruturas organizadas, têm morfologia tubular que pode ser de paredes simples ou múltiplas, podem ter caráter metálico ou semicondutor, são mais reativas quimicamente, etc., etc. Proceder a uma classificação toxicológica levando em conta todos estes aspectos, convenhamos, pode se tornar uma tarefa hercúlea.

Não só por essa mas também por outras razões desenvolver e trabalhar dentro de uma outra racionalidade, no sentido de superar as dúvidas e inquietações de nossos dias, é mais do que urgente! Resposta a estas indagações? Pesquisa, pesquisa, pesquisa! Pesquisa do mais alto nível, uma vez que a questão - em sua essência -, é científica. O diálogo com a sociedade acerca dos resultados obtidos, quer positivos quer negativos, deve ser feito de modo profissional e equilibrado, visando, sobretudo, aumentar a percepção das pessoas para esta importante e estratégica área do conhecimento.

Documentos internacionais têm enfatizado que os programas nacionais de nanotecnologia dos países em desenvolvimento não têm mostrado expressamente preocupações com a questão da toxicidade das nanoestruturas. Tal observação tem gerado, em muitos casos, reações desfavoráveis quanto a apropriação do conhecimento nanotecnólogico por parte desses países.

O Brasil tem condições de dar uma contribuição mundial importante para estes estudos, na medida em que temos no país um substrato científico em biologia, bioquímica, química, física e ciências dos materiais reconhecidamente de elevado nível, além de contarmos com facilidades laboratoriais expressivas. Tudo é questão de percepção das oportunidades. Estas, certamente, estão postas!


Nota

(1) Os Nanotubos de carbono foram descobertos em 1991 e formam um dos quatro estados organizados do carbono, juntamente com o grafite, o diamante e os fulerenos (moléculas que apresentam a forma de uma bola de futebol). São formados de uma ou mais paredes concêntricas onde os átomos de carbono são organizados em retículos de hexágonos. Suas dimensões vão de alguns micros a algumas dezenas de micros de comprimento e seus diâmetros são inferiores a alguns nanômetros. São empregados em diversas aplicações, principalmente devido às suas propriedades mecânicas e elétricas.

Nota da Managing Editor: texto de Oswaldo Luiz Alves, Scientific Editor do Boletim Eletrônico LQES NEWS, com base em informações veiculadas no site do CNRS (www.cnrs.fr), consultado em 12 de janeiro de 2007.