No Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), instituição localizada em Campinas (SP) e vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, a sílica foi o material escolhido para compor essas nanoestruturas com diâmetros entre 10 e 500 nanômetros (a medida de 1 nanômetro equivale a 1 milímetro dividido por 1 milhão).
Um novo tipo dessa nanopartícula poderá levar antibióticos pelo corpo humano para combater bactérias. Ela transporta o medicamento e tem um labirinto de canais internos onde o fármaco é estocado para ser liberado no interior dos microrganismos ou próximo a eles.
O estudo do LNLS também levou ao desenvolvimento de dois outros tipos de nanopartículas: uma de prata, que tem propriedade bactericida, e outra com um “caroço” desse metal, recoberto por sílica, que transporta a droga em sua superfície.
Autor principal do projeto, o pesquisador Mateus Borba Cardoso diz que a maior vantagem da nanopartícula é a capacidade de carregar uma grande quantidade do antibiótico. “As nossas podem ser ativas contra os microrganismos e inofensivas às células de mamíferos”, diz Cardoso.
Os experimentos foram realizados com cultura de células humanas-padrão usadas em biotecnologia. As nanoestruturas de prata também não apresentaram efeitos secundários indesejáveis às células.
O trabalho de Cardoso começou em 2010, quando o pesquisador desenvolveu uma estratégia para aprisionar carboidratos dentro de nanopartículas de sílica porosa. A pesquisa rendeu um artigo científico publicado em 2011 no Journal of Pharmaceutical Sciences.
Nesse primeiro trabalho, ele diz ter se dado conta da possibilidade de controlar o tamanho das nanoestruturas de forma bem precisa. A equipe trabalhou com vários carboidratos diferentes, o que levou os pesquisadores a se perguntarem se não seria possível colocar moléculas biologicamente ativas dentro das nanopartículas porosas.
Cardoso então testou a metodologia com uma proteína chamada lisozima em colaboração com o grupo do biólogo Jörg Kobarg, ex-pesquisador do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), que funciona ao lado do LNLS, hoje professor do Departamento de Bioquímica e Biologia Tecidual do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
A lisozima está presente na lágrima humana e é capaz de digerir parte da parede da maioria das bactérias, destruindo-as. “Surpreendentemente, verificamos que a nossa estrutura tinha um poder bactericida maior do que o da lisozima pura”, conta Cardoso.
“Nesse ponto, conseguimos entender que as propriedades superficiais e o tamanho eram pontos cruciais para que uma determinada nanopartícula apresentasse efeito biológico.” O trabalho ilustrou a capa de uma das edições da revista Journal of Materials Chemistry, em 2012.
Dessa forma, ficou claro para o grupo que a utilização conjunta com o fármaco ou princípio ativo produz efeitos biológicos mais acentuados do que a ação em separado.
“Após entender como o tamanho e a superfície das nanopartículas se correlacionavam com as propriedades bactericidas, começamos a trabalhar com sistemas biológicos mais complexos como a interação dessas nanoestruturas com células tumorais e diferentes tipos de vírus”, explica. “Dessa forma, começamos a sintetizar tipos de nanoestruturas que levam a droga em seus canais ou em sua superfície.”
É o caso da sílica. Ao entrar em contato com a bactéria, pode acontecer um de dois efeitos esperados: a nanopartícula entrar no microrganismo e liberar o antibiótico, ou grudar no microrganismo (por fora) e soltar o medicamento perto de onde ele vai agir. Isso potencializa o poder bactericida, porque a ação da droga é somada à do próprio veículo.
“Nós testamos essa tecnologia em duas bactérias, uma resistente apenas à tetraciclina e outra a esse antibiótico e à ampicilina”, conta Cardoso. “Contra as resistentes aos dois medicamentos nossa metodologia se mostrou eficaz.” Esse trabalho foi publicado em junho de 2014 no periódico Langmuir.
O projeto “Funcionalização de nanopartículas compósitas para aplicações biomédicas” teve apoio da FAPESP.
Leia a reportagem completa em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2015/06/16/transporte-seletivo/.
Revista Pequisa FAPESP
