Colaboração CBPF-UFRJ desenvolve nanopartícula para emprego terapêutico

A convite do Núcleo de Comunicação Social do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), no Rio de Janeiro (RJ), Luiz Augusto Sousa de Oliveira, pesquisador da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), e João Paulo Sinnecker, pesquisador titular do CBPF, explicam colaboração entre as duas instituições voltada para a fabricação de nanopartículas magnéticas com potencial uso terapêutico. O trabalho foi publicado recentemente no periódico Nanomedicine.

O principal objetivo do trabalho ‒ publicado recentemente no periódico Nanomedicine ‒ foi fabricar (sintetizar) partículas de óxido de ferro com tamanho médio na faixa dos bilionésimos de metro (nanômetros ou nm).

Essas diminutas partículas são denominadas SPIONs (sigla, em inglês, para nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro) e, como sugere o nome, elas podem exibir um comportamento magnético interessante: superparamagnetismo, fenômeno no qual elas se tornam magnetizadas apenas na presença de um campo magnético externo, absorvendo energia dele e transformando-a em calor. Cessado o efeito do campo, as SPIONs (lê-se ‘spáions’) perdem a magnetização.

Além disso, métodos químicos adequados permitem que as SPIONs possam ser recobertas com camadas de compostos químicos específicos. Por exemplo, por um medicamento que pode ser liberado localmente (como em um tumor) durante a fase de aquecimento.

Nanopartícula magnética; as setas indicam o plano cristalino da SPION.

(Crédito: Verçoza et al./ Nanomedicine )

Custo e toxicidade

O método de fabricação das SPIONs usadas no trabalho é baseado em ingredientes de baixo custo ‒ por exemplo, água de coco. Uma vez sintetizadas, as nanopartículas foram colocadas em contato com uma cultura de macrófagos. Com isso, foi possível avaliar a capacidade de essas células de defesa do organismo internalizarem as nanopartículas.

Nossa motivação foi determinar potenciais aplicações terapêuticas em sistemas de administração de medicamentos associados a nanopartículas e a terapias que fazem uso de campos magnéticos, como a hipertermia magnética.

A ideia básica do método da hipertermia magnética é atrelar nanopartículas magnéticas (como SPIONs) a moléculas que têm a capacidade de serem ‘ingeridas’ por tumores malignos. Quando estas são internalizadas, aciona-se um campo magnético alternado externo sobre a massa tumoral que faz com que as nanopartículas magnéticas se aqueçam e matem as células doentes.

Nosso trabalho constatou que as SPIONs sintetizadas com aproximadamente 4 nm de diâmetro foram ‘engolidas’ por macrófagos e distribuídas aleatoriamente por todo o citoplasma (estrutura interna) dessas células.

Aspecto importante do trabalho: ele mostra que essas SPIONs de 4 nm não são tóxicas para as células de mamíferos. E mais: essas nanopartículas, de baixo custo, apresentaram aquecimento significativo quando submetidas a um campo magnético alternado, sugerindo que elas têm grande potencial terapêutico no combate ao câncer.

Macrófago com SPIONs (setas) distribuídas pelo citoplasma.

(Crédito: Verçoza et al./ Nanomedicine )

Suporte aos emergentes

Esse trabalho foi desenvolvido pelo relativamente novo Grupo de Nanobiociências da UFRJ ( campus Duque de Caxias) ‒ que reúne biólogos, físicos, químicos e farmacêuticos ‒ em parceria com o Laboratório Multiusuário de Nanociência e Nanotecnologia (Labnano), do CBPF, referência nessas áreas no país.

É um trabalho original que envolveu cinco pesquisadores e um aluno, mostrando a importância do CBPF e do Labnano no suporte a grupos emergentes. Além destes dois autores (de Oliveira e Sinnecker), assinam o artigo o doutorando Brunno R. F. Verçoza, os pesquisadores da UFRJ Robson R. Bernardo, Juliany C. F. Rodrigues, bem como Arbélio Pentón-Madrigal, do Instituto de Física da Universidade de Havana (Cuba).

Luiz Augusto Sousa de Oliveira

Grupo de Nanobiociências

UFRJ ( campus Duque de Caxias)

João Paulo Sinnecker

Pesquisador titular

CBPF

Mais informações:

Nanomedicine: https://www.futuremedicine.com/doi/10.2217/nnm-2018-0500

Labnano: http://portal.cbpf.br/labnano/