Um olhar sobre a multifuncionalidade das nanopartículas.

Os quantum dots gozam de propriedades ópticas interessantes, podendo ser utilizados em numerosas aplicações: estudo da expressão gênica, diagnóstico médico, etc. Uma equipe de pesquisadores da NUS (National University of Singapore), dirigida pelo professor Zhang Yong, da divisão de bioengenharia, trabalha sobre o desenvolvimento de um polímero de nanopartículas contendo quantum dots que podem exercer diferentes funções simultaneamente.

Tais nanopartículas terão funções de diagnóstico avançado, podendo igualmente "entregar" soluções medicamentosas ou genes para células e tecidos-alvo. Os quantum dots são fotoquimicamente estáveis e têm uma fluorescência mais intensa e mais longa que as tinturas orgânicas. O problema é modificar sua superfície ou os encapsular em biopolímeros, a fim de torná-los solúveis em água, biocompatíveis, quimicamente estáveis, antes de poder utilizá-los em aplicações biológicas. Dr. Zang e seus colaboradores trabalham na elaboração de polímeros de nanopartículas contendo esses quantum dots.

Os quantum dots podem ser tóxicos e perigosos se não se modifica sua superfície. Assim, a equipe da NUS inventou um novo método de encapsulamento dos quantum dots, que oferece uma extrema estabilidade, além de boa biocompatibilidade. Combinaram também quantum dots de cores diferentes, em uma mesma nanopartícula, permitindo, desse modo, identificar diferentes proteínas ou moléculas em uma única observação.

Ilustração de Quantum dots (Grupo do Professor Bawendi).

A utilização desses quantum dots para a detecção de biomoléculas e células é limitada pelo fato de as ondas luminosas (infravermelho ou visível) emitidas não poderem atravessar as camadas espessas de tecido. Sua utilização é, portanto, limitada às camadas situadas próximas à superfície do corpo, ou seja, sob a pele, ou em pequenos animais.

O IRM (Imageamento por Ressonância Magnética) é um bom método para estudo em seres humanos e grandes animais. Pode-se considerar a inserção nas nanopartículas de agentes magnéticos como o gadolínio ou óxido de ferro, a fim de se utilizar o IRMs. O tratamento do câncer pode igualmente se beneficiar desses avanços tecnológicos. Dr. Zang e seus pesquisadores têm em vista a possibilidade de aquecer as nanopartículas e as células cancerosas, aplicando um campo magnético externo, a fim de induzir a destruição destas.

O principal problema é o reconhecimento das nanopartículas pelas células cancerosas, para que as células sãs não sejam destruídas quando da exposição ao campo magnético. A equipe está agora sintetizando nanopartículas com funções múltiplas. A substância responsável por essa exploração é a "Quitosana", composto derivado da casca de caranguejo. Essa substância possibilita uma entrega de drogas excelente, com propriedades interessantes para a engenharia de tecidos, além de ser biocompatível. A quitosana permite a obtenção dessas nanopartículas sem muita dificuldade. As nanopartículas obtidas têm um tamanho suficientemente reduzido para permitir aos pesquisadores realizar estudos intracelulares, sendo que a resolução oferecida ao imageamento é alta.

Fluorescência de quantum dot no núcleo de uma célula (laranja) e fibras de microtubos (verde), Wu/Quantum Dot Corp.

Essas nanopartículas apresentam estabilidade química superior a 150 horas em solução tampão, detalhe importante conhecendo-se os tempos necessários à nanopartícula para que, uma vez injetada no corpo, encontre seu alvo. De outra maneira, isso poderia induzir a problemas no sistema imunitário.

Graças a essas nanopartículas, a equipe trabalha agora com o departamento de cirurgia no estudo do comportamento de mioblastos no coração. Os mioblastos restauram as células e tecidos do coração. A compreensão de seu mecanismo de funcionamento é primordial quando se deseja desenvolver novos meios para lutar contra problemas cardíacos.

Trata-se de um avanço tecnológico que oferece inúmeras perspectivas na área biomédica, tanto no que diz respeito ao imageamento e diagnóstico como no tratamento de doenças.

Nota do Managing Editor: essa matéria foi primeiramente veiculada no site http://www.nus.edu.sg, consultado em 24 de agosto de 2005. A tradução da mesma é de Maria Isolete Alves (MIA). As ilustrações apresentadas aqui não fazem parte do artigo original. Foram obtidas em www.google.com.