CONHEÇA OS BENEFÍCIOS E RISCOS DA NANOTECNOLOGIA NA MEDICINA E SAÚDE HUMANA
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Nanotecnologia e suas aplicações na saúde
A nanotecnologia compreende um conjunto de conceitos da química, física, biologia molecular, computação entre outras áreas correlatas que visam a construção de nanopartículas que possam ser utilizadas para diferentes finalidades. Entre as aplicações vistas como mais promissoras no ramo, podemos destacar a nanotecnologia aplicada na área da saúde, os estudos desenvolvidos nesse sentido apresentam resultados cada vez mais animadores para cientistas e para própria sociedade. Entre as aplicações na área da saúde devemos ressaltar algumas que estão em fase de testes finais e aplicações:
Engenharia de tecidos: a utilização de nanopartículas que auxiliem no desenvolvimento de determinado tipo de tecido, ou até mesmo a confecção de tecidos sintéticos que não apresentem rejeição. Essa modelagem em escala atômica permitiria aumentar a compatibilidade e longevidade das próteses com o organismo do portador.
Diagnóstico ultrassensível: a utilização de nanorrobôs que consigam mapear diversos índices apurados através do sangue ou do DNA do indivíduo, esse mapeamento permitiria acompanhar em tempo real altas taxas de colesterol, baixas taxas de glóbulos brancos ou hemácias entre outras medidas, além de analisar a predisposição do paciente à doenças relacionadas a sua carga genética.
Sistemas de transporte, armazenamento e liberação de drogas: essa é provavelmente uma das aplicações mais inovadoras devido ao fato de mudar completamente a forma de tratamento de praticamente todas as doenças existentes. Adequando um nanossistema para reagir apenas em contato com células doentes ou agentes patógenos é possível combater a doença de maneira menos agressiva e mais eficiente, pois o medicamento seria liberado apenas em células doentes minimizando os efeitos colaterais.
Apesar de visivelmente promissora, a aplicação da biotecnologia na área medica requer uma série de testes que analisem diversos fatores como a biodegradabilidade dos materiais, biocompatibilidade com os pacientes, reações químicas entre os componentes utilizados e acima de tudo a biossegurança no que diz respeito aos efeitos colaterais do tratamento em seres humanos.
Quais os Benefícios e Riscos da Nanotecnologia na Saúde?
A nanotecnologia na saúde é um dos maiores progressos da ciência em relação a esse setor. Com a nanotecnologia, é possível criar dispositivos minúsculos, em proporções moleculares, ou até atômicas. Os estudos no setor prometem facilitar e otimizar tratamentos, diagnósticos e pesquisas.
Os primeiros rastros da ciência são datados de 40 anos atrás. Os Dendrimers, idealizados na década de 1970, são moléculas furtivas que têm muita utilidade na área da saúde, como por exemplo auxiliar nos tratamentos e diagnósticos de doenças. As moléculas têm a capacidade de se mover por membranas biológicas, potencializando os cuidados médicos.
As terapias de manipulação de DNA podem enfrentar avanços promissores com a ajuda da nanotecnologia na saúde. A ideia é que nano robôs possam examinar sessões de DNA, trabalhar neles e até se movimentar por elas e reparar células danificadas. Cientistas da Australian National University já conseguiram juntar contas de látex revestidas nas pontas de um DNA modificado e depois usar uma armadilha ótica que compreende um feixe de luz focalizado para manter as contas no lugar e assim estender a cadeia de DNA. O estudo foi feito com o objetivo de estudar as interações de proteínas com ligações específicas.
Na Universidade de Nova York, químicos criaram nano robôs a partir de fragmentos de DNA que podem andar em duas pernas, de apenas 10 nanômetros de tamanho. A tecnologia foi batizada de ”nanowalker” e, se combinada com nano robôs, pode auxiliar tratamentos em locais específicos do corpo humano. A Universidade também está realizando pesquisas com a ajuda da nanotecnologia para descobrir como moléculas biológicas se cristalizam, uma área em que os cientistas enfrentam grandes dificuldades. Com esses estudos, a nanotecnologia na saúde pode imitar os processos naturais do corpo, como por exemplo o comportamento do DNA.
A Harvard Medical School criou ”nano robôs de origami” a partir de DNA, que seriam capazes de fazer com que as células se comportem de uma forma específica. No estudo realizado, pesquisadores foram capazes de enviar moléculas que fazem com que as células de leucemia e linfoma se auto destruam.
Com a nanotecnologia na saúde, surgem outros avanços no tratamento de câncer. A ciência permite a aplicação direta de quimioterapia em tumores, atingindo somente a área afetada e protegendo o restante do corpo de químicas desnecessárias que destroem a imunidade do paciente. Um exemplo disso são as ”nanostars”, desenvolvidas pela Nortwestern University, que são nano partículas com ouro em formatos de estrelas que levam drogas diretamente ao núcleo da célula cancerígena. Os pesquisadores dizem que a forma ajuda a concentrar os pulsos de luz e entregar os medicamentos pelas suas pontas.
Fábricas de nanotecnologia estão trabalhando em Drugs in Situ, que são baseadas em proteínas e podem mandar sinais específicos para células. A ideia é promissora, já que, alguns fármacos usados da forma convencional são dissolvidos pelo corpo antes de chegarem a seus destinos. Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) mostraram que existe a capacidade de que as drogas sejam produzidas no local em que elas são necessárias. O MIT também está trabalhando na área farmacêutica da nanotecnologia, desenvolvendo nano partículas que podem potencializar as drogas que tratam o câncer, além de tentarem criar outras formas de controlá-las.
As nano fibras, por sua vez, têm como utilidade a criação de materiais especiais para curativos, e materiais usados em implantes e órgãos artificiais, por exemplo. Porém, há uma dificuldade com a criação das fibras no tamanho correto. No entanto, pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram um novo método para criar nano fibras em tamanhos específicos, usando nano partículas de níquel com uma casca feita de ligantes que podem se ligar diretamente a metais.
Porém, existem preocupações que rondam a nanotecnologia na saúde, sendo a principal o quanto essa tecnologia em rápida expansão é segura e atóxica para o corpo humano. Respondendo a essa questão, o National Cancer Institute, dos Estados Unidos, diz que existem muitas nano partículas na natureza muitas vezes em níveis mais elevados do que as partículas artificiais sendo analisadas. Dando o exemplo das nano drogas que levam a quimioterapia em tratamento de câncer, o instituto diz que os fármacos contidos na nanotecnologia são mais tóxicos do que ela em si.
O comitê da House of Lords of the British Parliament apresentou algumas preocupações em um relatório. A principal é o risco que uma pessoa pode correr se ingerir nano materiais artificiais. A insegurança deles se dá pelo tamanho e a mobilidade da partícula que, se ingerida, poderia penetrar membranas celulares da parece estomacal, acessar o cérebro ou até o interior de células. Eles também levantaram a questão de nano partículas insolúveis que poderiam acumular e danificar os órgãos. Nano partículas também são altamente reativas, podendo, por exemplo, desencadear reações químicas desconhecidas.
Entender o comportamento da toxicologia da nanotecnologia na saúde parece prioridade, tanto para o governo, quanto para os conselhos de pesquisa, com o objetivo em comum de concluir se os nano materiais são seguros ou não.
Não é de hoje que a nanotecnologia vem ganhando destaque na mídia e cada vez mais pessoas compreendem o seu potencial. Porém, em algumas aplicações, esta ciência ainda parece muito distante. Os recentes avanços na nanotecnologia vêm revolucionando o setor de saúde, diagnósticos e trazendo novidades aos dispositivos médicos. Ou seja, a nanotecnologia na medicina já é uma realidade.
A nanotecnologia trata-se da ciência de materiais extremamente pequenos e detém a chave para capacitar ainda mais a medicina. Um exemplo é a capacidade de entregar medicamentos de forma mais eficaz, proporcionando melhor atendimento aos pacientes e muitas outras vantagens, como o combate às bactérias, fungos e contaminação cruzada.
Abaixo seguem algumas áreas estratégicas aonde a nanotecnologia vem sendo aplicada na área médica.
O método tradicional e mais utilizado atualmente para curar o câncer é a quimioterapia. Este método é bastante agressivo, pois os pacientes precisam tomar inúmeras drogas e passar por sessões de radiação para matar células cancerosas antes que estas se espalhem. Estes medicamentos poderosos circulam na corrente sanguínea e danificam diretamente as células cancerígenas que estão crescendo e se multiplicando. Mas a quimioterapia, por outro lado, tem o efeito colateral de também matar células regulares, causando um mal tremendo aos pacientes, além de torna-los suscetíveis a outras doenças.
Através do uso de nanopartículas magnéticas, combinadas a um sensor em miniatura de ressonância, os médicos são capazes de detectar câncer de forma precoce, aumentando a chance de sobrevivência do paciente. Os cientistas começaram a usar a nanotecnologia para desenvolver um método altamente específico que tem a função de matar as células cancerígenas. O processo envolve a inserção de nanotubos em células cancerosas e expondo o tecido à luz laser. O que ocorre é o aquecimento dos nanotubos, matando as células alvo, deixando as células saudáveis ilesas.
NANOTECNOLOGIA E DISTÚRBIOS CEREBRAIS
A nanotecnologia também foi a ferramenta que tornou possível para os pesquisadores coletar dados em maiores profundidade no cérebro humano. Ao usar nanopartículas de diamante, as atividades do cérebro são convertidas em frequências de luz que podem ser registados por sensores externos, permitindo aos investigadores estudar o cérebro com muito mais detalhes.
Com um tamanho mínimo de apenas um bilionésimo de metro, as nanopartículas são capazes de atravessar a barreira hemato-encefálica e acessar áreas remotas do cérebro. As nanopartículas também têm mostrado um grande potencial de alternativa para o diagnóstico e tratamento de doenças neurodegenerativas.
NANOTECNOLOGIA NA MEDICINA: OS DIAGNÓSTICOS
Não é apenas no cérebro que as nanopartículas podem ser utilizadas para auxiliar no diagnóstico de doenças. A nanotecnologia tem o potencial de revolucionar a forma como recolher dados médicos de maneira geral. Médicos e cientistas são capazes de distribuir aparelhos de diagnóstico nano-estruturados por todo o corpo, a fim de detectar mudanças químicas no local, possibilitando o acompanhamento em tempo real do estado de saúde dos pacientes.
Técnicas de diagnóstico baseados em nanotecnologia também oferecem várias outras vantagens, incluindo o diagnóstico completo e tratamento com apenas uma visita ao médico, ao invés de precisar várias visitas de acompanhamento. Outro benefício é a detecção precisa e antecipada de doenças, que permite aos médicos potencialmente frear esses distúrbios antes que possam causar mais danos aos pacientes.
NANOTECNOLOGIA NOS EQUIPAMENTOS MÉDICOS
Além de auxiliar nos diagnósticos e na distribuição de medicamentos no corpo, a nanotecnologia tem papel fundamental quando empregada nos equipamentos e estruturas de hospitais. Quando falamos de equipamentos, podemos citar bisturis, seringas e maquinário de exames, por exemplo. Quando falamos de estrutura, são exemplos os leitos, toda a linha têxtil (como lençóis e roupas de proteção), cerâmica sanitária, etc.
Atualmente, nanopartículas de prata e óxido de zinco são incorporadas nestes produtos para conferir a propriedade antimicrobiana, impedindo a proliferação de microrganismos patogênicos como bactérias e fungos. Com a utilização de produtos contendo as nanopartículas antimicrobianas, o número de casos de contaminação cruzada pode ser drasticamente diminuído nos hospitais e clínicas. Nestes casos, não apenas os pacientes são protegidos de contrair uma nova contaminação, mas também os visitantes e funcionários do hospital.
NANOTECNOLOGIA PODE TRAZER COMPLICAÇÕES À SAÚDE HUMANA E AO AMBIENTE
Pesquisadores propõem seguro para dar conta de efeitos negativos de produtos desenvolvidos em escala nano, o que inclui vestuário e até alimentação
Uma pesquisa em desenvolvimento na Unisinos está pondo em xeque o uso desregrado da nanotecnologia. Sob a responsabilidade dos professores Wilson Engelmann, Isabel Porto Borjes e Taís Ferraz Gomes, o estudo expõe os riscos – muitos dos quais ignorados na esfera jurídica – da falta de informação sobre produtos fabricados em escala nano.
O DESAFIO
Engelmann justifica a pesquisa com base nos efeitos negativos do uso das nanotecnologias em longo prazo. Segundo o docente, uma série de produtos disponíveis no mercado consumidor – que vai de vestuário a alimentação – ainda está em fase de testes de toxicidade. Isso significa que existem, até então, incertezas sobre a segurança desses materiais para a saúde humana e o ambiente.
A intenção do estudo, conforme explica o professor, é incentivar a criação de um seguro que dê conta de eventuais transtornos acerca do consumo desses produtos. O grupo de pesquisadores também pretende contribuir com a regulação da nanotecnologia por meio de lei específica, que possa ser rapidamente modificada conforme avançam as descobertas científicas, já que hoje não há nenhuma orientação estatal a respeito do tema.
Alumínio com faculdades explosivas, ouro que diminui o processo de cicatrização, acelera a formação de rugas e inibe o armazenamento de gordura: possíveis efeitos da aplicação de nanotecnologia em elementos da tabela periódica. A razão desse comportamento remete às propriedades físico-químicas das substâncias. “Há mais átomos e moléculas na superfície das coisas nesta escala do que nos seus equivalentes em nível macro”, diz Engelmann.
A escala a que se refere o pesquisador equivale à notação científica 10-9 e representa a bilionésima parte de uma unidade de medida. Em outras palavras, é aquela que compreende a camada de átomos e moléculas responsável pela estrutura química a partir da qual tudo se desenvolve. Não por acaso, o prefixo “nano” vem do grego e quer dizer anão.
No mercado consumidor, esses pequenos elementos dividem opiniões. Por um lado, seus atrativos: a nanotecnologia requer menos insumos, apresenta menor custo de produção, desenvolve produtos mais duráveis, flexíveis e leves. Por outro, os perigos invisíveis: “os efeitos prejudiciais à saúde e ao ambiente ainda são pouco conhecidos”, pontua o professor. “Não se sabe e se torce para que não haja efeitos tóxicos.”
De qualquer modo, já é de conhecimento da ciência que existem duas categorias de nanopartículas, uma biodegradável e outra não biodegradável. A primeira corresponde ao grupo de substâncias seguras, enquanto a segunda ainda é duvidosa e representa risco de contaminação.
“O que acontece é a chamada bioacumulação”, explica o pesquisador. “Os seres humanos ingerem essas partículas, em especial as não biodegradáveis, ou as absorvem pela respiração ou pele, mas não as eliminam integralmente do organismo. Assim, há uma acumulação desses fragmentos nos órgãos.” Como são elementos desconhecidos pelo corpo, o sistema imunológico falha em proteger a saúde da pessoa.
A mesma situação pode ocorrer no ambiente, tanto na fauna quanto na flora. “Ao se alimentar de animais contaminados, por exemplo, o ser humano pode dar início a um ciclo de intoxicações e, inclusive, de mutações genéticas, pois há chances de transmissão de mãe para filho.”
A SOLUÇÃO ENCONTRADA
O princípio que sustenta a pesquisa é o acesso à informação. Para os professores, o pouco conhecimento a respeito dos efeitos posteriores não justifica a falta de esclarecimentos ao público. A partir da análise feita, ficou claro para os pesquisadores que alguns produtos chegam a especificar o uso de nanotecnologias no rótulo. “No entanto, esta informação é insuficiente, pois não vem acompanhada de mais explicações”, diz Engelmann. O docente defende a afirmação com base no Código de Defesa do Consumidor, segundo o qual a embalagem deve fornecer informações detalhadas sobre o produto.
O posicionamento do professor não é por menos. Atualmente, existem mais de 1.600 produtos no mercado com alguma espécie de nanotecnologia, sendo que, destes, cerca de 200 encontram-se no gênero alimentício. “Na realidade, o consumidor desconhece o que está levando para casa. Ele é cobaia sem saber.”
Aí entra um ponto importante: imagine um profissional da indústria atuando diretamente na fabricação de produtos em escala nano. Caso essa pessoa venha a apresentar alguma doença nos próximos anos em função da exposição sofrida, como poderá comprovar que a origem da enfermidade está relacionada ao trabalho? Segundo o professor Engelmann, não poderá, porque não existem testes eficazes que atestem essa associação.
Questões como essa nortearam a investigação do grupo. Para os envolvidos, é inconcebível que as pessoas sejam mantidas às escuras. Pelo contrário, “elas precisam saber sobre estas características novas, que se encontram numa escala muito pequena, invisível, mas com potencial de riscos muito grande”.
Enquanto medidas mais rigorosas seguem em discussão, os pesquisadores aconselham o consumidor a entrar em contato com o Serviço de Atenção ao Cliente (SAC) para buscar esclarecimentos adicionais àqueles que possam estar na embalagem. Outra dica, válida inclusive para o fabricante, é se informar junto aos centros de pesquisa universitários. A Unisinos, aliás, está organizando um grupo de pesquisadores e laboratórios para dar suporte informativo ao público em geral.
O RESULTADO NA SUA VIDA
Iniciada em 2008, a pesquisa segue em desenvolvimento. Os resultados do estudo foram fundamentais para a elaboração do projeto de lei nº 6.741/2013, em tramitação junto à Câmara dos Deputados. O tema já foi apresentado em congressos no Brasil e no exterior. Entre os países visitados, estão Chile, Argentina, Uruguai, Tunísia, Turquia e Japão.
Nanotecnologia na saúde: o que é e quais seus impactos
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A nanotecnologia na saúde é uma das inovações mais revolucionárias dos últimos tempos e vem ganhando destaque na mídia
Os recentes avanços na nanotecnologia está transformando o setor de saúde, os diagnósticos e os tratamentos, trazendo novidades aos dispositivos médicos. Um exemplo é a melhora da eficiência de um medicamento devido a sua maior “velocidade de entrega”, proporcionando assim, um melhor tratamento aos pacientes.
Mas o que é exatamente a nanotecnologia na saúde? Podemos definir como uma prática da medicina moderna que envolve a manipulação da matéria em níveis moleculares ou atômicos.
Quer saber mais sobre a nanotecnologia na saúde e os seus impactos? Continue com a gente nesse artigo e tire todas as suas dúvidas.
O que é nanotecnologia na saúde?
A nanotecnologia é um conjunto de ações, pesquisas e descobertas aplicados em prol da saúde humana, também conhecido como nanociência. Por trabalhar com processadores extremamente pequenos (os nanorobôs, invisíveis a olho nu), a nanotecnologia tem acesso até às células mais profundas, dificilmente atingíveis por outros meios, através de injeção direta na corrente sanguínea do paciente ou da ingestão de pílulas e comprimidos, entre outros métodos.
Alguns exemplos de aplicações práticas incluem desde a descontaminação de um ambiente inóspito e o desenvolvimento de drogas artificiais, até a regeneração de tecidos corporais e combate contra vírus e bactérias. Atualmente, é a principal esperança para a cura de doenças como câncer e Alzheimer.
Existe uma possibilidade bem maior de manipular um grande número de moléculasbiológicas, de forma rápida e precisa. Além dessa precisão e velocidade, os componentes desses materiais nanométricos podem apresentar propriedades físico-químicas diferentes das vistas em tamanho real.
Dessa forma, o diagnóstico que antes era pouco provável ou muito demorado, agora possa ser feito em segundos. O interessante é que o uso das micropartículas não apenas gera soluções médicas inovadoras, como aprimora descobertas mais antigas.
É o caso da técnica da Espectroscopia Raman de Superfície Aprimorada (SERS), datada de 2006, mas que só agora começou a ser, de fato, aplicada mundialmente devido às práticas nanotecnológicas. A análise é feita pela oscilação de frequência de um laser infravermelho, que pode ou não refletir DNAs e RNAs virais.
A possibilidade de diagnosticar casos de HIV em até uma hora, reconstruir certos tecidos humanos e desobstruir coágulos sanguíneos no cérebro de maneira menos invasiva para evitar AVCs são projetos em andamento e que podem, no futuro breve, mudar a história da medicina graças à nanotecnologia.
Desafios e fraquezas da nanotecnologia na saúde
Apesar de todas as esperanças, é claro que, por ser uma inovação ainda recente, há muitos pontos a serem aprimorados. Esta é uma breve análise sobre os principais desafios e dificuldades enfrentados no campo da nanociência.
Um dos fatores mais preocupantes é a má orientação no tratamento de pacientes, o que pode alterar processos e danificar células saudáveis. O fato de ser uma tecnologia recente que envolve a manipulação genética e pode gerar reações adversas de alcance ainda desconhecido em alguns casos também gera insegurança por parte de algumas pessoas.
Outras questões que podem ser vistas como improdutivas quando falamos sobre a nanotecnologia na área da saúde é o método de programação dos robôs e a falta de conscientização e recursos.
Os benefícios dos tratamentos com nanorobôs
Como todo contra tem seu pró, existem diversas vantagens e oportunidadesapresentadas em tratamentos realizados com nanopartículas. O mesmo site que fez a avaliação dos pontos fracos também oferece uma visão geral sobre os benefícios que a inovação pode trazer para médicos e pacientes.
Dentre os mais promissores estão maiores segurança e eficácia no tratamento com medicamentos, toxicidade reduzida, diagnósticos mais fáceis, rápidos e precisos. Além disso, existe uma maior possibilidade de descoberta e cura de doenças que não podem ser tratadas com métodos da medicina tradicional.
Outro ponto positivo é que, em geral, os tratamentos são mais curtos do que os feitos com abordagens clássicas, o que aumenta o conforto do paciente e garante melhores resultados em menor tempo. Ademais, a previsão é que mais e mais países passem a investir na nova tecnologia dentro dos próximos anos.
O que dizem os números
Em 2016, o mercado global da nanomedicina valia cerca de 134 bilhões de dólares. A previsão é que a taxa de crescimento seja de 14% a cada ano - o que significa que o valor deve passar de 151 bilhões de dólares em 2017 para 293 bilhões de dólares em 2022.
Os dados são de um estudo publicado em setembro do ano passado, que analisou prognósticos de categorias terapêuticas incluindo condições cardiovasculares e infecciosas, doenças relacionadas ao sistema nervoso central e câncer. Os países envolvidos foram Estados Unidos, Japão, Alemanha, França, Inglaterra, Itália e Espanha.
Segundo a Unesco, no Brasil as coisas ainda estão lentas nesse sentido, embora o país já tenha acordado para a nanotecnologia há alguns anos.
“O número de artigos sobre o tema aumentou de 5,5 para 9,2 por milhão de habitantes entre 2009 e 2013, embora o número médio de citações por artigo diminuiu durante o mesmo período, de 11,7 para 2,6. A produção brasileira sobre nanociência representa 1,6% do total mundial, comparada com 2,9% dos artigos científicos do país em geral.”
Ainda assim, em 2008 o Brasil fez um investimento estratégico na área ao criar o Laboratório Nacional de Nanotecnologia para Agricultura (LNNA) e, três anos depois, o Laboratório Nacional Brasileiro de Nanotecnologia (LNNano).
O jornal Gazeta do Povo conversou com Valtencir Zucolotto, especialista no assunto. Na ocasião, o pesquisador revelou que o Brasil está avançando em duas frentes: diagnóstico e terapia.
No primeiro, “as áreas mais avançadas referem-se à fabricação de biossensores, ou seja, dispositivos miniaturizados para detecção de várias substâncias de interesse com baixo custo e descartáveis, para serem utilizados no conceito de point-of-care, pelo próprio paciente, ou em ambulatório.”
Já com relação às terapias, o país tem apostado nos chamados sistemas teranósticos - que combinam terapia e diagnóstico em uma única solução. Nesses casos, “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.”
Para muitos, não apenas em território nacional como no mundo inteiro, a nanotecnologia abre um leque de possibilidades para tópicos relacionados à biomedicina e à saúde como um todo.
Ainda estamos engatinhando e descobrindo, aos poucos, tudo o que pode ser feito com a combinação de conhecimento, microprocessadores e tecnologia. É certo, porém, que a área é extremamente promissora!
Gostou do conteúdo? Descubra aqui que outros impactos a nanotecnologia pode gerar no futuro.
Sobre o autor Tiago Magnus atuou nos últimos 10 anos em projetos digitais, trabalhando com marcas como Lenovo, Carmen Steffens, Mormaii, VTEX, Carrefour, Centauro, entre outras, e como sócio de uma das principais agências digitais do Brasil. Hoje, é Diretor de Transformação Digital na ADVB e está à frente do TransformacaoDigital.com, empreendendo para democratizar o futuro.
6 benefícios que as nanopartículas podem trazer para a humanidade
A tecnologia que chega a trabalhar em dimensões mil vezes menores que a de um glóbulo sanguíneo pode revolucionar o futuro
Quando pensamos na palavra “tecnologia”, geralmente nosso imaginário conecta o termo a imagens de grandes máquinas, robôs ou computadores. Mas quando transferimos esse cenário para uma escala nanica, ou melhor dizendo, nano, é comum redimensionarmos uma estrutura gigante e complexa em algo parecido com um mini-robozinho-pititico super moderno e versátil. Certo? Errado.
“Ao contrário do que a grande mídia costuma apresentar, as nanoestruturas têm um aspecto bem menos futurístico. Na realidade, elas são muito mais parecidas com um vírus ou bactéria, pois possuem consistência mole, articulações flexíveis e são adaptáveis a ambientes molhados”, explica Leandro Antunes Berti, secretário executivo da API.nano – ou Arranjo Promotor de Inovação em Nanotecnologia, responsável por fomentar a comunicação e cooperação entre o setor empresarial e acadêmico na área.
E não é à toa que os elementos que atuam em um ambiente microscópico têm essa aparência. Afinal, a nanotecnologia criada pelo homem veio da observação e do estudo da própria engenharia da vida. O material que compõem as estruturas celulares, como proteínas, enzimas e até mesmo o próprio DNA, são elementos em tamanho nano e exemplos de como essas maquininhas estão muito mais próximas da matéria orgânica do que imaginamos. Esses elementos costumam ter seu tamanho medido em nanômetros.
Difícil imaginar o quão complicado é desenvolver algo nesse ambiente? Então apanhe uma régua e, em um papel, trace uma linha de dez centímetros. Agora pegue essa reta e a divida em nada menos que 10 milhões de partes. Pronto, agora você já sabe o que é 1 nanômetro.
Observáveis em vários aspectos da natureza, como em alguns animais que têm a habilidade de andar na parede devido a forças adesivas ou nas superfícies hidrofóbicas (capazes de repelir água), como as folhas da flor de lótus, as nanoestruturas passaram a ser sintetizadas pelo homem e aplicadas nos mais diversos segmentos. Seu potencial é tão amplo e promissor que muitos especialistas consideram a nanotecnologia uma nova revolução industrial.
“Dentre os principais benefícios desenvolvidos até o momento, podemos destacar a facilidade em detectar doenças, a maior efetividade dos tratamentos medicinais, a redução do consumo de energia, além de muitas outras vantagens para o meio-ambiente”, ressalta Leandro Antunes Berti.
A seguir, confira algumas tecnologias que já são – ou estão perto de se tornar – uma realidade e prometem impactar positivamente o nosso dia-a-dia.
1. Entrega mais efetiva de medicamentos Chamados de nanomedicinais ou nanofármacos, os medicamentos são encapsulados em uma escala microscópica. Seguindo uma espécie de algoritmo molecular, a droga é entregue na sequência certa, reduzindo efeitos colaterais e concentrando as doses nas regiões enfermas.
No tratamento do câncer, por exemplo, a inovação garante a transferência dos quimioterápicos apenas para as células doentes, evitando que as saudáveis sejam atingidas. Esse ano, pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia em Materiais (CNPEM) desenvolveram nanopartículas capazes de atrair e inativar o vírus HIV.
2. Melhoria na qualidade dos exames de imagem Além da farmacologia, a nanotecnologia beneficiou a resolução de diagnósticos. Destaque para os sensores próximos ao tamanho de átomos ou moléculas, capazes de “ler” células, enzimas, anticorpos e bactérias, reconhecendo quando algo está errado. Já os exames de imagem ganharam grandes avanços, principalmente na detecção cada vez mais precoce de tumores.
3. Cirurgias menos invasivas “Essa evolução permitirá procedimentos inteligentes e muito menos invasivos”, destaca o secretário executivo da API.nano. Entre os exemplos fornecidos pelo especialista estão as colas cirúrgicas com tecnologia nano. Capazes de evitar a sutura tradicional, elas também proporcionam uma cicatrização mais efetiva da pele.
Outra possibilidade é quanto a prevenção de aneurismas. Um tipo de stent apto a realizar movimentos circulatórios ajudará a eliminar as gorduras dos vasos sanguíneos, além de permitir o melhor fluxo de medicamentos.
4. Despoluição de águas Na área ambiental, destaque para o tratamento de águas por meio da técnica que utiliza bolhas minúsculas, muito menores do que aquelas que conseguimos enxergar em refrigerantes. As chamadas nanobolhas liberam uma corrente estática capaz de atrair bactérias e metais. Radicais livres também são liberados e ajudam a destruir vírus presentes no ambiente. O lago de El Cascajo, no Peru, apresentou melhorias em poucos meses ao combinar o uso de nanobolhas ao de biofiltros, atraindo novamente aves e peixes para a região.
5. Melhoria na capacidade de conversão do CO2 Estudos para a produção de “plantas biônicas” também têm avançado nos últimos tempos. Além de expandir a capacidade de fotossíntese dos vegetais, permitindo a maior conversão de CO2 em oxigênio, eles podem ajudar a detectar a presença de gases nocivos e poluentes no ambiente.
6. Menor uso de pesticidas na agricultura “Encapsular os próprios pesticidas em uma escala nano é algo promissor para a agricultura e para a própria natureza. Isso porque uma quantidade diminuta da substância garantirá a mesma funcionalidade, reduzindo o uso de água e oferecendo mais segurança às pessoas que trabalham na sua aplicação”, esclarece Leandro. Negócio rentável Em expansão, o mercado mundial da nanotecnologia arrecadou US$ 383 bilhões em 2010 e deve crescer US$ 5,3 trilhões até 2018. O cenário brasileiro é promissor, visto que as empresas especializadas do país pretendem abocanhar 1% desse total.
“A nanotecnologia não é mais algo do futuro e nem privilégio dos países desenvolvidos. Hoje, no Brasil, principalmente em Santa Catarina, temos a capacidade e a tecnologia suficiente para produzir pesquisa de qualidade e produtos inovadores, que atendem as necessidades do mercado global”, finaliza o especialista da API.nano – instituição que conta com o apoio da Fundação CERTI (Centro de Referência em Tecnologias Inovadoras) e da FAPESC (Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina).
Entenda como a nanotecnologia na saúde tem gerado resultados positivos
Sabia que o mercado da nanotecnologia deve movimentar em torno de 3 trilhões de dólares até 2018? É isso mesmo! E esses valores quase imensuráveis revelam o quão revolucionária pode ser essa nova ciência em diversos segmentos da economia, da fabricação de carros ao desenvolvimento de cosméticos. As possíveis aplicações da área são diversas, mas é na saúde que residem as maiores esperanças das manipulações em nanoescala.
Ao contrário do que muitos podem pensar, a nanotecnologia na saúde não é mais um ideal perdido no futuro. É, na verdade, ciência concreta, que inclusive já vem sendo utilizada por alguns países em processos terapêuticos e na fabricação de equipamentos da área médica. Mas há ainda um potencial de expansão ilimitado que você conhecerá a partir de agora! Acompanhe:
Detecção de vírus em segundos O princípio básico dessa nova ciência é a compreensão de que os materiais em escala nanométrica podem apresentar propriedades físico-químicas diferentes das vistas em tamanho normal. E foi com base nesse pressuposto que pesquisadores da Universidade da Geórgia, nos Estados Unidos, desenvolveram um equipamento de medicina diagnóstica que é capaz de detectar a existência de vírus comuns no organismo humano em menos de 60 segundos.
Intitulada Espectroscopia Raman de Superfície Aprimorada (SERS), a técnica foi descoberta em 2006, mas só agora começa a ser empregada de fato em alguns setores de diagnóstico por imagem mundiais. Consiste na análise da oscilação na frequência de um laser na faixa do infravermelho próximo, fato que ocorre quando o laser é refletido por RNA ou DNA virais. Embora essa técnica tenha sido descoberta lá atrás, em 1928, foi a nanotecnologia que a trouxe de volta à vida, com nanobastões de prata que são responsáveis por ampliar o sinal do laser, dando utilidade prática a um conceito que já existia há décadas.
Teste de HIV com resultado a jato E já que estamos falando sobre vírus, esse assunto merece tópico especial. Baseado na tecnologia citada acima, a companhia norte-americana Nanobiosym desenvolveu, em 2013, um aparelho do tamanho de um iPad batizado de GENE-Radar que consegue detectar a presença (ou não) do vírus HIV em menos de 1 hora. O equipamento ainda está em fase de testes, mas promete revolucionar, em breve, o conceito de diagnóstico de casos de Síndrome da Imunodeficiência Adquirida.
Há ainda muitos estudos na área de nanoterapia que vêm desenvolvendo robôs a partir de fragmentos de DNA no intuito de auxiliar no processo de cura do HIV. O projeto envolve trabalhar esses robôs para que possam examinar sessões de DNA, modificá-las e até se movimentar por elas, reparando células danificadas.
Avanços no tratamento oncológico A revista científica Science Translation Medicine publicou, em 2012, detalhes sobre um estudo que vem sendo desenvolvido por pesquisadores de uma universidade norte-americana a respeito da criação de uma droga criada para combater tumores sólidos. A BIND-014, como foi nomeada, começa a desenhar um caminho rumo à cura definitiva do câncer. Na pesquisa, que já vem sendo aplicada em forma de testes, os cientistas demonstram a capacidade da BIND-014 em atingir um receptor que faz altas concentrações da droga chegarem ao tumor. Por outro lado, diferentemente de outros trabalhos similares, o que impressiona no estudo é o nível elevado de eficácia e segurança, especialmente em comparação ao quimioterapêutico Docetaxel (Taxotere).
Mas não são somente esses cientistas que mostram ao mundo a relação entre a nanotecnologia e a otimização nos tratamentos de saúde. Desde 2014, pesquisadores da Universidade da Califórnia têm testado robôs minúsculos, usados para introjetar fármacos diretamente em células cancerígenas, reduzindo assim a agressividade dos tratamentos quimioterápicos e agregando maiores chances de cura. Trata-se de uma nanopartícula anticancerígena chamada Nanoporphyrin que consegue reconhecer as células problemáticas e projetar sobre elas os medicamentos do tratamento, atingindo apenas o que está causando mal.
Produção local de fármacos Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) demonstraram existir a possibilidade de os medicamentos serem produzidos no exato local onde são necessários. O trabalho já vem sendo usado por algumas instituições norte-americanas e alcançando ótimos resultados em relação à administração de medicamentos. Aí se vê, mais uma vez, o uso da nanotecnologia na saúde, uma vez que essa possibilidade se concretiza quando nanorobôs conduzem proteínas para que enviem sinais específicos às células. O projeto será extremamente útil, pois muitas drogas usadas em tratamentos terapêuticos acabam dissolvidas pelo corpo antes de chegarem a seus destinos.
Nanotecnologia no tratamento de AVC Seguindo essa mesma perspectiva, coágulos sanguíneos alocados no cérebro poderão, em breve, ser desobstruídos com muito mais facilidade e de forma muito menos invasiva. A nanotecnologia permitirá a utilização de um dispositivo capaz de abrir um pequeno canal, ao mesmo tempo em que o uso de um anticoagulante agirá especificamente nas células bloqueadas. É a nanoterapia voltada para o tratamento do Acidente Vascular Cerebral.
Esse estudo vem sendo conduzido pela Universidade de Harvard e promete substituir o tratamento atual, que envolve a colocação de um pequeno tubo para sugar o coágulo fisicamente pelos canais. Esse tratamento, além de ser extremamente agressivo, não garante cura total. Afinal, nem todos os coágulos conseguem ser removidos dessa maneira, podendo permanecer no local ou até se deslocar pelos vasos.
Engenharia de tecidos Nessa área há estudos bastante avançados aqui no Brasil. O Laboratório de Hematologia e Células-Tronco da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) vem realizando, desde 2013, uma pesquisa inédita sobre a reconstrução de tecidos humanos por meio da nanotecnologia. O uso de partículas para ajudar no desenvolvimento de certos tipos de tecido ou mesmo na construção de opções sintéticas que não causem rejeição pelo organismo, vem sendo estudado com profundidade no país para que, em breve, possa facilitar o processo de intervenção cirúrgica nos hospitais nacionais. É importante lembrar que essa tecnologia, em escala atômica, possibilitaria ainda a ampliação da compatibilidade e longevidade das próteses com o organismo do paciente.
Diagnóstico ultrassensível Utilizando nanopartículas de 5 a 100 nanômetros será possível mapear diversos índices apurados pelo sangue ou pelo DNA do indivíduo. Tal tecnologia permitirá acompanhar, em tempo real, altas taxas de colesterol, número reduzido de glóbulos brancos ou hemácias e assim por diante, bem como diagnosticar a tendência de um paciente a desenvolver doenças ligadas à sua carga genética.
É simplesmente inquestionável que a nanotecnologia na saúde, em um futuro não tão longínquo, estará nos consultórios, nos setores de diagnóstico por imagem e nas salas de cirurgias dos hospitais pelo mundo afora. Por isso é que se faz necessário contar com sistemas integrados, que certamente ajudarão as instituições de saúde no processo de implantação dessas tecnologias. Está preparado para o futuro?
A nanotecnologia trouxe muitas facilidades para o nosso dia a dia, desde roupas e vidros autolimpantes, até alimentos que duram mais tempo. Pesquisas com nanotecnologia aplicadas a medicina são promissoras e animadoras.
Nanorobôs, órgãos artificiais, operações completamente não invasivas e até a cura de doenças como câncer e a AIDS, são algumas das perspectivas apresentadas pela nanomedicina.
As vantagens da nanomedicina são incontáveis, órgãos artificias e nanorobôs inteligentes que diminuiriam os efeitos colaterais dos remédios, são algumas das promessas do futuro da medicina. Entre os órgãos artificiais que seriam reconstituídos por meio da nanomedicina o rim é um dos mais cotados pelos médicos.
Isso acontece devido a capacidade de filtração desse órgão, com nanorobôs os rins poderiam ser reconstituídos perfeitamente, sem que perdessem a sua capacidade de filtração. Os nanorobôs também seriam usados para limpar os brônquios dos pulmões, limpar as artérias.
Na cura, os nanorobôs podem ser usados para atacar células cancerosas e pouparem as células saudáveis. Cientistas esperam que no futuro tudo isso se torne realidade beneficiando a saúde da população mundial.
A maior desvantagem da nanotecnologia é o dinheiro investido que torna essa tecnologia muito cara. Especialistas temem que esses tratamentos sejam apenas acessíveis a classe mais alta da população e excluindo a maior parte da população.
A nanotecnologia tornou-se uma importante aliada para a área de saúde nos últimos anos, em especial na medicina que a cada dia se beneficia das novas descobertas que envolvem a manipulação dos elementos em escala atômica. O aumento da longevidade, terapias mais eficientes e rápidas são os grandes diferenciais da nanotecnologia em relação à medicina convencional e projetam um cenário futurístico na maneira de combatermos doenças e o envelhecimento.
A medicina já dispõe atualmente de algumas ferramentas provenientes da nanotecnologia que já são capazes de exemplificar a potencialidade da área, como por exemplo, a utilização de sensores retinianos que auxiliam na melhora da visão, estimuladores cerebrais que combatem doenças degenerativas cerebrais, desfibriladores portáteis que regulariam o fluxo cardíaco entre outras aplicações que os medicamentos tradicionais não conseguiriam resolver.
Entre as tecnologias que já estão em fase de testes ou poderão ser aplicadas em um futuro próximo, podemos citar a utilização de nanorrobôs que combatem patógenos em nosso organismo, a transferência de nossas memórias para um computador, terapias gênicas que alterem genes que possam transmitir doenças congênitas e a mais polêmica das aplicações que seria a imortalidade através de nanorrobôs que reparassem os danos celulares causados pela idade, chegando a esse ponto certamente teremos um grande marco para a humanidade.
É importante pensar na nanotecnologia como uma tecnologia a ser usada a serviço do bem estar da sociedade, a utilização dessa tecnologia para objetivos menos nobres como armas e manipulações genéticas sem propósitos terapêuticos pode significar uma regressão de valores de uma promissora área da ciência contemporânea.
Um dos campos mais promissores da medicina, o uso de nanotecnologias transformará por completo todos os processos de diagnóstico e tratamento de enfermidades. Com os avanços da robótica e da biologia molecular, a cada dia, estamos mais perto de um futuro em que no lugar de comprimidos e injeções, os médicos receitarão nanomáquinas, nanoestruturas e nanorobôs para eliminar a causa da enfermidade com o mínimo de efeitos colaterais.
Com a absorção da nanotecnologia pela medicina, o processo de eliminação de células malignas, sem afetar as saudáveis, vai ser mais simples e eficaz. O tratamento de doenças atualmente incuráveis, como diabetes, Alzheimer e Parkinson passará a ser possível e acessível a todos.
O que é nanotecnologia
Uma das áreas mais novas da ciência, a nanotecnologia engloba o estudo e desenvolvimento de equipamentos para a manipulação de estruturas em escala atômica e molecular. Seu nome deriva do prefixo nano, que designa uma escala numérica que equivale a um bilionésimo de metro. Para ter ideia do quão pequeno é um nanomêtro, ele é 100 mil vezes menor que a espessura de um fio de cabelo.
Diariamente temos contato com produtos que só foram possíveis graças aos avanços da nanotecnologia, como os que permitem que você consiga ler esse artigo nesse momento. Os processadores, presentes nos computadores e celulares, são construídos com a manipulação de diversos componentes em escala nanômica.
Nanomedicina
Recebe esse nome a aplicação das nanotecnologias na medicina. A nanomedicina se baseia no diagnóstico e tratamento de enfermidades ou lesões traumáticas em nível celular ou molecular com ajuda de nanorobôs. Além da cura, a nanomedicina prevê uma constante vigia para o aparecimento dos primeiros sintomas de qualquer doença, permitindo o tratamento em estado inicial.
Os mais otimistas preveem que até 2025 será possível injetar nanosistemas autônomos no organismo humano. Esses dispositivos serão capazes de realizar a análise e diagnóstico de qualquer alteração em nível celular e ter autonomia para elaborar e executar nanoterapias para tratar o problema diretamente nas células doentes, preservando as sadias.
Nanotecnologia na medicina hoje
Tudo o que foi apresentado aqui pode parecer um futuro longínquo, porém, a nanomedicina já é uma realidade. No campo da neurologia, por exemplo, a Universidade de Miami tem tido grande progresso no desenvolvimento e utilização de nanopartículas magnéticas para estimular o crescimento e alongamento dos axônios dos neurônios. Nessa mesma área, a Universidade da Califórnia conseguiu o crescimento de 4 milímetros de neurônios em ratos, utilizando nanofibras.
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Wearables: saiba por que esses dispositivos são o futuro da medicina
3 de maio, 2017 1039
Wearables são tecnologias vestíveis, ou seja, qualquer dispositivo que possa ser usado como roupa ou acessório e que tem capacidade de processamento de dados. Óculos, pulseiras e relógios inteligentes são exemplos de wearables bastante comuns hoje em dia. Mas as possibilidades do que a tecnologia pode realizar vão muito além de verificar as notificações, enviar e-mails e marcar a quantidade de passos.
A forma como a medicina é realizada será completamente transformada pela inserção desses dispositivos móveis. De monitoramento em tempo real, alertas para necessidade de ir com urgência para o hospital e até mesmo a relação entre médico e paciente será transformada por completo.
Uso de wearables hoje
Mesmo sem se dar conta, muitas pessoas já fazem uso de tecnologias médicas vestíveis no dia a dia. Embora elas ainda não tenham atingido nem 1% de sua potencialidade, já fazem a diferença em muitos casos.
Sensores
Em muitos exames cardiovasculares, por exemplo, é comum o uso de sensores sem fio para realizar o eletrocardiograma, enquanto o paciente tem a liberdade pra fazer exercícios que simulem as atividades do dia a dia.
Smartbands e smartwatches
As pulseiras e relógios inteligentes têm entre suas principais funcionalidades o monitoramento dos batimentos cardíacos, número de passos dados, distância percorrida e até mesmo a qualidade do sono.
Uma das funções que mais tem feito a diferença para os usuários é a contagem dos passos. Existe uma meta de 10 mil passos por dia para ser realizada por cada um de nós. Esse número corresponde a 30 minutos de atividade física, o que é recomendado pelos cardiologistas para que as pessoas sejam mais saudáveis.
Smartphones e o próximo grande salto dos wearables
A tendência é que todos wearables e sistemas de prontuário médico conversem diretamente com o smartphone, que funcionaria como uma central onde os dados seriam armazenados até serem enviados para o médico ou hospital. Cada vez mais aplicativos ligados à saúde têm sido criados para essa finalidade. Já existe uma parceria entre as empresas de prontuários de saúde nos Estados Unidos e a Apple para integração entre os sistemas.
O Cellscope Oto é um dos maiores exemplos de como essa relação entre wearables, smartphones e sistemas de saúde irão funcionar. O dispositivo pode ser ligado à câmera do smartphone, transformando-o em um otoscópio, aparelho utilizado para observar o interior da orelha e verificar a existência de doenças.
Mas a principal vantagem do Cellscope Oto não é transformar o aparelho celular em um otoscópio, mas utilizar um algoritmo capaz de processar as informações capturadas pela câmera e emitir um alerta em caso da necessidade do indivíduo ser encaminhado para um médico. Além disso, o aparelho tem o potencial de enviar a imagem obtida diretamente para o médico que fará o atendimento.
Aula de wearables na medicina
O professor Rafael Munerato preparou uma aula onde ele apontou qual papel dos wearables no futuro da medicina e como essa tecnologia está sendo usada hoje em dia.
Fonte:https://www.medcel.com.br/blog/
Nanotecnologia na medicina
Nanotecnologia na medicina:Nanomedicina é a denominação dada à junção da medicina e da nanotecnologia.
A nanomedicina consiste em usar nanopartículas, nanorobôs e outros elementos em escala nanométrica para curar, diagnosticar ou prevenir doenças.
Nanotecnologia na medicina
Nanomedicina
A nanomedicina é um dos ramos mais promissores da medicina contemporânea, retendo boa parte dos esforços científicos na busca de novos tratamentos para doenças como o câncer e a AIDS, entretanto a nanomedicina ainda depende de muitos avanços científicos e tecnológicos, já que a tecnologia necessária para a aplicação da nanomedicina ainda é muito imatura.
A nanotecnologia molecular terá um grande impacto no campo da medicina em geral.
As pesquisas em nanomedicina são diretamente beneficiadas pelos avanços em biologia molecular e em nanorobótica. Atualmente decorrem muitos estudos sobre os efeitos de nanopartículas e nanorobôs dentro do corpo humano.
As ferramentas de investigação e a prática da medicina serão menos dispendiosas e mais potentes. Contaremos com sistemas de investigação e diagnóstico mais eficazes, o que permitirá uma capacidade de resposta mais rápida perante novas doenças.
Nanotecnologia na medicina
As possibilidades de aplicação da nanotecnologia na medicina são imensas. Segundo estimativas, em Abril de 2006 já estavam sendo desenvolvidas pelo menos 130 drogas que utilizam a nanotecnologia no mundo.
A NASA faz depender a viagem a Marte dos avanços da biologia molecular e da nanomedicina que permitam o uso de nanopartículas, nanorobôs e outros dispositivos mesoscópicos para prevenir, diagnosticar ou curar doenças, em particular o cancro, de forma não agressiva.
As pesquisas em nanomedicina são diretamente beneficiadas pelos avanços em biologia molecular e em nanorobótica. Atualmente decorrem muitos estudos sobre os efeitos de nanopartículas e nanorobôs dentro do corpo humano.
Grupo de Fotobiologia e Fotomedicina da USP em Ribeirão Preto testa inovações que utilizam nanomedicamentos com a aplicação de luz sobre tumores (NIH)
Tratamento de câncer e outras doenças ganha impulso com a nanotecnologia
Por Samuel Antenor
Agência FAPESP – A nanotecnologia, utilizada na medicina para diferentes tratamentos de saúde, tem se tornado indicada para o combate a doenças que vão do câncer de pele ao mal de Parkinson e de Alzheimer, graças ao desenvolvimento de novas técnicas para sua aplicação.
Uma série de pesquisas realizadas pelo Grupo de Fotobiologia e Fotomedicina do Centro de Nanotecnologia e Engenharia Tecidual da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo (USP), em Ribeirão Preto, tem resultado em diferentes possibilidades de tratamento, viáveis técnica e economicamente.
O simpósio integra as comemorações dos 50 anos da FAPESP e reuniu, de 10 a 14 de dezembro, nas cidades de Salamanca e Madri, pesquisadores do Estado de São Paulo e de diferentes instituições de ensino e pesquisa do país ibérico.
Nas pesquisas apresentadas por Tedesco, destacam-se as que utilizam partículas metálicas nanoestruturadas para a melhoria de diagnósticos feitos por imagens, além da construção de próteses de alta eficiência, parte delas envolvendo células-tronco voltadas para a aplicação na engenharia tecidual, para regeneração de vasos sanguíneos, por exemplo.
“A nanotecnologia, com o desenvolvimento de novos sistemas de veiculação de fármacos, tem permitido que moléculas antes usadas para o tratamento de determinados tipos de patologias possam ser redesenhadas e utilizadas com novas funções”, disse à Agência FAPESP o pesquisador que coordena um Projeto Temático sobre o tema apoiado pela FAPESP.
De acordo com Tedesco, a combinação de fotoprocessos utilizando nanotecnologia à administração de fármacos, de maneira intravenosa ou tópica, é realidade para tratamentos de cânceres de pele, que em 80% dos casos não são melanômicos, ou seja, podem ser tratados por essa terapia. O mesmo tipo de tratamento, no entanto, não se aplica ao melanoma que, por ser uma lesão pigmentada (de cor escura), absorve todos os comprimentos de onda luminosa visível.
“Normalmente, com uma única aplicação, em 98% dos casos a doença desaparece, sem cirurgia e dispensando tratamentos como radioterapia ou cirurgia. O custo desse tratamento é muito baixo, equivalente a R$ 70 a cada três aplicações, o que o torna uma opção viável para ser aplicado nesse tipo de neoplasia”, disse Tedesco.
O material desenvolvido pelo laboratório na USP de Ribeirão Preto está patenteado desde 2002 e abrange, além da molécula, também seu processo de aplicação.
“Desenvolvemos um fármaco clássico nanoestruturado, o ácido aminolivulínico e seus derivados, ambos aprovados pelo FDA [Food and Drug Administration], órgão responsável por sua aprovação nos Estados Unidos. Esse mesmo tipo também é aprovado e utilizado na Europa e Japão”, disse.
Atualmente, já existem fármacos de segunda e terceira geração para esse tipo de aplicação aguardando o uso em fase clínica.
Histórico abrangente
Na área de oncologia, as pesquisas do Centro de Nanotecnologia e Engenharia Tecidual da USP surgiram especificamente com a utilização de fotoprocessos, aliados à nanotecnologia como forma de veicular essas moléculas e provocar sua interação com as células neoplásicas de forma sítio-específica, ou seja, com ação direta sobre o tumor.
“No caso de neoplasias, usamos pigmentos [moléculas naturais ou sintéticas] ativados pela luz visível, que se distribuem por todas as células, garantindo que as células cancerosas possam ter um acúmulo maior dessa molécula, que é o objeto desse tipo de fotoativação. Com a nanotecnologia, a tecnologia farmacêutica passou a contar com vários sistemas que permitem aumentar a especificidade da partícula que carrega o fármaco para a célula neoplásica”, disse Tedesco.
De acordo com o pesquisador, um percentual de células sadias acaba marcado durante o processo, que só funciona terapeuticamente quando há conjunção com a fotoativação luminosa.
“A luz é aplicada após o tempo de biodistribuição do fármaco na lesão, que varia para cada tipo de tumor e molécula usada e desencadeia a ação da molécula, produzindo uma grande quantidade de radicais livres num curto espaço de tempo”, disse.
Esse choque de radicais livres é o que leva, segundo apontam as pesquisas, a uma resposta biológica, que ocorre na chamada fase escura, após a iluminação, que acontece em um tempo muito curto.
Com as novas gerações de moléculas, que se instalam mais rapidamente na lesão, o tempo necessário para a ação do tratamento também está diminuindo. De fato, trata-se de uma série de eventos bioquímicos, fotoquímicos e fotobiológicos que leva, em última instância, à destruição da massa tumoral.
O processo envolve a aplicação da medicação seguida da aplicação de luz exatamente sobre o tumor, para a fotoativação do medicamento. Segundo Tedesco, a técnica é segura, porque mesmo se um tecido saudável absorver parte da molécula veiculada não haverá qualquer alteração, pois a molécula, sem a posterior aplicação de luz, acaba biodegradada.
Em oncologia, a nanotecnologia abriu uma nova frente de veiculação de fármacos, embora, para Tedesco, o uso sistêmico da nanotecnologia aliada a fotoprocessos ainda esteja em fase inicial em novas áreas.
“Estamos iniciando os estudos para aplicações desse procedimento em órgãos como bexiga, próstata e útero, ou seja, em órgãos que permitem a iluminação por cavidade”, disse.
Possibilidades de tratamento
Em sua exposição em Salamanca, outros focos de pesquisa também foram apresentados por Tedesco, como o estudo das doenças do sistema nervoso central, no qual o grupo da USP em Ribeirão Preto está atualmente focado.
“Desenvolvemos um sistema proteico polimérico para veiculação que permeia a barreira hematoencefálica, o que abre novas possibilidades, pois essa barreira é extremamente seletiva. Com esse sistema, há um reconhecimento da proteína e a barreira se abre, permitindo que o fármaco incorporado penetre no cérebro”, disse.
O conhecimento sobre nanotecnologia e fotoativação em oncologia está agora sendo direcionado pelo grupo de pesquisas ao estudo de outras doenças, como Alzheimer e Parkinson.
“Neste momento, buscamos desenvolver novos desenhos nanométricos para fármacos clássicos para o tratamento do mal de Parkinson, em conjunto com a Santa Casa de São Paulo e a Universidade de Brasília, e para o tratamento da epilepsia, em conjunto com a Universidade Federal de São Paulo”, contou Tedesco.
A técnica também está sendo usada para a regeneração de vasos sanguíneos, pois áreas que desenvolvem tumores fazem com que os vasos ao seu redor tornem-se mais porosos.
“Em casos de angiogênese, quando o vaso cresce em direção ao tumor, precisamos desenvolver sistemas nanoestruturados antiangiogênicos para o restauro do vaso. Essas alterações, que debilitam os vasos pelo crescimento do tumor, fazem com que o medicamento usado nos tratamentos por quimioterapia ou fototerapia seja extravasado e não chegue à massa tumoral, daí a necessidade de regeneração dos mesmos”, disse Tedesco.
Além de impedir o crescimento de vasos em direção ao tumor, a técnica permite restaurar os vasos porosos, fazendo com que o medicamento quimioterápico chegue ao tumor com exatidão, além de possibilitar sua remoção cirúrgica de forma mais segura.
“A nanotecnologia funciona na veiculação dos fatores antiangiogênicos (peptídeos e proteínas), que são a mesma classe de moléculas que aportamos no desenvolvimento de sistemas de veiculação de fármacos usados no tratamento de doenças do sistema nervoso central, ou seja, tudo está relativamente interrelacionado”, explicou.
A novidade está na parte da engenharia tecidual. “A partir do momento em que conseguimos entender como a luz visível, em combinação com o fármaco veiculado de forma nanoestruturada, modula a resposta tecidual, podemos fazer com que aquele tecido apresente um processo de cicatrização mais rápido, ou que uma pele implantada em um paciente que sofreu queimadura passe a ter uma integração mais rápida com o tecido que a recebe, que é essa nova linha de fotobiomodulação”, disse Tedesco.
Desse modo, o mesmo fármaco, em doses menores e com diferentes tempos de aplicação da luz, levaria à regeneração do tecido, ou seja, pode-se acelerar o fechamento cicatricial utilizando o mesmo tratamento utilizado para o câncer.
“Estamos entendendo como funciona a fotobiomodulação, porque é um modelo extremamente complexo”, disse Tedesco.
Apesar das novas aplicações, a base da pesquisa continua a mesma: a nanotecnologia aliada ao uso da luz visível e do fármaco fotossensível, em busca de respostas moduladas. Nessa linha de trabalho, a mais recente incursão do grupo de Tedesco é a pesquisa que envolve células-tronco, na qual se busca modular processos de diferenciação celular.
“A nanotecnologia e o fotoprocesso estão se tornando ferramentas para ampliar as possibilidades de tratamento. A ideia agora é discutir cooperações internacionais para avançarmos nessas pesquisas e suas aplicações”, disse Tedesco.
·Em qual direção você acredita que os avanços tecnológicos estejam levando a medicina? O que você pensa à respeito?
O ‘nanômetro’ não é uma partícula ou um componente da eletrônica, mas é apenas uma mera forma de medida; refere-se à uma escala de medida; correspondente a 10-9. Assim, a ‘nanotecnologia’ é, resumidamente, a aplicação da ciência de sistemas em escala nanométrica, refere-se a tecnologias em que a matéria é manipulada à escala atômica e molecular para criar novos materiais e processos com características funcionais diferentes dos materiais comuns.
Estas tecnologias chegam também à medicina, na busca de diagnósticos mais precisos e seguros, tratamentos, etc. Parte das pesquisas com nanotecnologia na medicina dizem respeito aos nano-robôs.
·O que você pensa da idéia de ter nano-robôs dentro de você?
Existem dois tipos de nano-robês sendo pesquisados e desenvolvidos:os orgânicos, também denominadosbionanorrobôs, e osinorgânicos. Bionanorrobôs serão fabricados a partir de estruturas de DNA e materiais orgânicos inspirados em bactérias e vírus programados. Sua função será identificar bactérias e vírus com ação negativa dentro do corpo e destruí-los. Os inorgânicos serão revestidos com estruturas de diamantes mecanicamente manipuladas e terão aplicações mais amplas e complexas, como realizar cirurgias não-invasivas e enviar medicamentos a células e órgãos específicos.
Em teoria, nano-robôs poderiam ser introduzidos no corpo, seja por via oral ou intra-venosa, e então identificariam e destruiriam células cancerosas ou infectadas por vírus, poderiam regenerar tecidos destruídos e fazer rapidamente uma infinidade de coisas que os medicamentos convencionais (baseados unicamente em química) não conseguem ou demoram para conseguir.
Por exemplo,ao injetar um antibiótico em um paciente por meio de uma seringa para ajudar seu sistema imunológico, o antibiótico dilui enquanto viaja pela corrente sanguínea do paciente, fazendo com que somente uma parte chegue ao ponto de infecção. No entanto, um nano-robô – ou vários nano-robôs – poderia viajar diretamente até o ponto de infecção e depositar uma pequena dose de medicação. O paciente possivelmente sofreria menos efeitos colaterais com a medicação.
Veja alguns exemplos de aplicações dos nano-robôs:
Limpadores de pulmão – Centenas de nano-robôs entrando em uma cavidade bronquial a caminho dos pulmões. Ao chegarem lá acoplam-se à superfície do tecido pulmonar com o objetivo de retirar impurezas do pulmão.
Caçador de micróbios – Um nano-robô que imita uma célula branca flutuando na corrente sanguínea a caminho de um micróbio causador de doenças. O nano-robô irá captura-lo e elimina-lo.
Ataque aos inimigos – Outra versão do nano-robô capturador de micróbios, que utiliza tentáculos retrateis para cercar e capturar o inimigo.
Plaquetas mecânicas – Um nano-robô que auxilia na coagulação do sangue.
Reparadores de vasos – Nano-robôs menores que vírus e bactérias, cuja função é reparar vasos sanguíneos.
Gastronano-robôs – Nano-robôs usados para a detecção de infecções no estômago.
Espera-se que, com o avanço da nanomedicina, possamos contar com sistemas de investigação e diagnóstico mais eficazes, o que permitirá uma capacidade de resposta mais rápida perante novas doenças. A nanomedicina é um dos ramos mais promissores da medicina contemporânea, retendo boa parte dos esforços científicos na busca de novos tratamentos para doenças como o câncer e a AIDS, entretanto, a nanomedicina ainda depende de muitos avanços científicos e tecnológicos, já que a tecnologia necessária para a sua aplicação da ainda é muito imatura.
Figura: a nanotecnologia contra o câncer através de nano-robôs programados
Além da presença dos nano-robôs na medicina, há aqueles que esperam o aparecimento de nano-dispositivos de regeneração celular que poderão garantir a regeneração dos tecidos e imortalidade.
Algumas pessoas, seguindo um modo de pensar mais pessimista e dramático, acreditam que estejamos caminhando para um futuro povoado por andróides, outros acreditam que os nano-robôs, permanecendo em nosso corpo, poderão, de alguma forma, servir para que outras pessoas nos monitorem e manipulem à distância.
PARA REFLETIR...
·Qual sua opinião à respeito?
·Em se tratando da medicina a nanotecnologia traz implicações positivas e/ou negativas?
Desafios, riscos e ética da nanotecnologia
Um dos grandes desafios da nanotecnologia, é que ainda precisamos aprender mais sobre como estas novas estruturas se comportam e como nossos organismos reagirão à eles.
Quando pensamos na palavra “tecnologia”, geralmente nosso imaginário conecta o termo a imagens de grandes máquinas, robôs ou computadores. Mas quando transferimos esse cenário para uma escala nanica, ou melhor dizendo, nano, é comum redimensionarmos uma estrutura gigante e complexa em algo parecido com um mini-robozinho-pititico super moderno e versátil. Certo? Errado.
“Ao contrário do que a grande mídia costuma apresentar, as nanoestruturas têm um aspecto bem menos futurístico. Na realidade, elas são muito mais parecidas com um vírus ou bactéria, pois possuem consistência mole, articulações flexíveis e são adaptáveis a ambientes molhados”, explica Leandro Antunes Berti, secretário executivo da API.nano – ou Arranjo Promotor de Inovação em Nanotecnologia, responsável por fomentar a comunicação e cooperação entre o setor empresarial e acadêmico na área.
E não é à toa que os elementos que atuam em um ambiente microscópico têm essa aparência. Afinal, a nanotecnologia criada pelo homem veio da observação e do estudo da própria engenharia da vida. O material que compõem as estruturas celulares, como proteínas, enzimas e até mesmo o próprio DNA, são elementos em tamanho nano e exemplos de como essas maquininhas estão muito mais próximas da matéria orgânica do que imaginamos. Esses elementos costumam ter seu tamanho medido em nanômetros.
Difícil imaginar o quão complicado é desenvolver algo nesse ambiente? Então apanhe uma régua e, em um papel, trace uma linha de dez centímetros. Agora pegue essa reta e a divida em nada menos que 10 milhões de partes. Pronto, agora você já sabe o que é 1 nanômetro.
Observáveis em vários aspectos da natureza, como em alguns animais que têm a habilidade de andar na parede devido a forças adesivas ou nas superfícies hidrofóbicas (capazes de repelir água), como as folhas da flor de lótus, as nanoestruturas passaram a ser sintetizadas pelo homem e aplicadas nos mais diversos segmentos. Seu potencial é tão amplo e promissor que muitos especialistas consideram a nanotecnologia uma nova revolução industrial.
“Dentre os principais benefícios desenvolvidos até o momento, podemos destacar a facilidade em detectar doenças, a maior efetividade dos tratamentos medicinais, a redução do consumo de energia, além de muitas outras vantagens para o meio-ambiente”, ressalta Leandro Antunes Berti.
A seguir, confira algumas tecnologias que já são – ou estão perto de se tornar – uma realidade e prometem impactar positivamente o nosso dia-a-dia.
1. Entrega mais efetiva de medicamentos
Fonte: http://mentevidaesaude.blogspot.com/2008/10/nano-tecnologia-nano-robs.html
Figura: a nanotecnologia contra o câncer através de nano-robôs programados
Fonte: http://nelsonsyozi.wordpress.com/2009/01/20/a-nanotecnologia-contra-o-cancer/
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