Será a Defesa o Melhor Ataque?

Sempre que se fala de luta contra o cancro, imaginamos instantaneamente uma “arma” apontada às células tumorais, pronta a destruí-las e a eliminá-las do nosso organismo. A perceção habitual é a de que uma estratégia de ataque contra estas habitantes indesejáveis será a melhor tática de batalha, mas andaremos nós enganados? E se o segredo da vitória estiver, antes, debaixo de um escudo? Para responder a esta questão, a FRONTAL foi explorar o mundo da Nanotecnologia.

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Capa da edição de Junho de 2014 da revista científica Nano Letters

Um dos principais problemas da terapêutica anti-tumoral é a inativação de fármacos pelo nosso sistema imune. Até o fármaco mais seletivo para as células neoplásicas deixa de ser promissor quando é detetado e destruído por anticorpos ou pela imunidade celular. Por isso, a questão que se levanta é: Como contornar este problema? Como esconder e proteger as nossas armas terapêuticas?

Foi a esta problemática que engenheiros de Nanotecnologia da Universidade da Califórnia, em San Diego, procuraram dar resposta. Neste sentido, desenvolveram um método promissor na área da terapêutica anti-neoplásica: trata-se de um “nanoescudo” que protegerá enzimas utilizadas na inibição da síntese proteica de células neoplásicas (processo que é fundamental para a sua integridade e crescimento), conduzindo, consequentemente, à morte celular.

Enzimas no combate ao cancro

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Efeito da L-asparagina recombinante sobre as células tumorais

As enzimas são proteínas responsáveis por inúmeras reações químicas em Biologia e desempenham complexas e importantes funções na homeostasia de diversos organismos. Teoricamente, as enzimas recombinantes (origem não-humana) têm um enorme potencial na área da Saúde, tendo levado a diversos estudos que visaram o desenvolvimento de métodos de diagnóstico e armas terapêuticas. Contudo, o uso destas enzimas na Medicina tem sido frequentemente limitado pela ação do sistema imunitário. Um dos exemplos mais conhecidos, desde os anos 70, é o da utilização da L-asparaginase, obtida a partir de estirpes da bactéria E. coli, com o objetivo de destruir células neoplásicas. A L-asparaginase hidrolisa o aminoácido L-asparagina, diminuindo os seus níveis circulantes, o que limita a proliferação tumoral. Enquanto que as células normais são capazes de sintetizar asparagina através da enzima asparagina-sintetase, as células neoplásicas de alguns tipos de tumores – como as leucemias – são incapazes de a produzir, necessitando de uma fonte extracelular, como, por exemplo, as reservas plasmáticas desta enzima. Deste modo, a L-asparagina recombinante tem um efeito citotóxico seletivo para as células neoplásicas, inibindo a síntese proteica por privação de L-asparagina. A principal limitação no uso da L-asparaginase exógena é a sua rápida neutralização pela imunidade do doente e o facto de poder desencadear, em alguns casos, uma reação alérgica, perdendo-se assim uma importante arma terapêutica.

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Visualização dos poros dos “nanoescudos”

Como poderemos contornar então a ação do sistema imunitário e atacar, sem interferências adicionais, as células neoplásicas? Inanc Ortac refere-se ao produto da investigação da equipa de que faz parte (anteriormente mencionada) como “Uma solução integralmente na área da Engenharia para um problema médico” – esta consiste em aprisionar a L-asparaginase numa nanopartícula oca e porosa (mesoporos) e revesti-la com uma cápsula de sílica com nanoporos, que a protege dos anticorpos e proteases envolvidos na resposta imune. Os poros da cápsula de sílica, um verdadeiro “nanoescudo”, são, ao mesmo tempo, suficientemente pequenos para que a enzima não se liberte e grandes o suficiente para que ocorra a entrada dos aminoácidos que seriam utilizados pelas células tumorais.

A aplicação desta tecnologia in vivo permitiu que se observasse depleção de L-asparagina na presença de anticorpos neutralizantes da mesma, o que comprova a eficácia do método. Atualmente, Inanc Ortac, que desenvolveu esta tecnologia como parte da sua investigação de Doutoramento no Laboratório de Nanoengenharia do Professor Sadik Esener, na Jacobs School of Engineering da UC San Diego, está a trabalhar na DevaCell e tenciona comercializar esta tecnologia com o nome SHELS (Synthetic Hollow Enzyme Loaded nanoShells).

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Aplicação da tecnologia SHELS

A Nanotecnologia na Saúde

O termo Nanotecnologia designa qualquer tecnologia utilizada na manipulação de materiais numa escala nanométrica, abrangendo geralmente um intervalo que vai de 1 a 100 nanómetros (nm). A capacidade de trabalhar nesta escala abre caminho ao desenvolvimento de materiais únicos e com propriedades melhoradas ou mesmo nunca antes vistas.

A Nanotecnologia estende-se por inúmeras áreas do conhecimento, mas são as aplicações na Medicina que mais popularidade lhe conferem. Para tal, muito têm contribuído os estudos na área do cancro. Tendo como exemplo o trabalho abordado neste artigo, e segundo Ortac, “Esta tecnologia pode ser aplicada em várias áreas. O nosso ponto de partida foi resolver um problema que existia na terapêutica do cancro”.

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Efeito térmico anti-tumoral

Atualmente, as aplicações da Nanotecnologia na Medicina limitam-se a formas especiais de nanomateriais, como nanopartículas, nanotubos e nanoesferas, que são transportados passivamente pela corrente sanguínea. No entanto, numa área em franca expansão, já se investiga, por exemplo, a possibilidade de desenvolver nanomateriais com derivados sintéticos de flagelos ou cílios, providos de movimentação autónoma.

[pullquote align=”right”] A terapêutica do cancro é, sem dúvida, uma das áreas que mais vezes serve como ponto de partida para a aplicação da Nanotecnologia em Medicina. [/pullquote] De momento, encontra-se em estudo a utilização de nanoesferas de sílica (100 a 200 nm), revestidas por uma fina camada de ouro, no combate a células neoplásicas. Explicando de uma forma resumida, as nanoesferas são guiadas até ao tumor, onde são aquecidas com luz infravermelha, colapsam e assim libertam o fármaco anti-neoplásico contido no seu interior, obtendo-se, deste modo, um duplo efeito anti-tumoral: térmico e químico.

Ficção ou realidade?

Obter mapas de alta resolução do sistema cardiovascular de cada indivíduo, ter verdadeiras equipas de patrulha contra agentes exógenos na corrente sanguínea ou mesmo utilizar implantes nanotecnológicos que possam melhorar a visão são apenas algumas das potenciais futuras aplicações da Nanotecnologia na área da Medicina. É certo que, por enquanto, estas pertencem ainda ao mundo da ficção científica, mas talvez já não se enquadrem propriamente no domínio do impossível.

Explorar o desconhecido, trabalhar na dimensão do invisível, criar novos materiais e novas possibilidades é, sem dúvida, um convite irresistível para qualquer cientista. É por isto que a Nanotecnologia se afirma como uma das mais promissoras áreas de investigação do século XXI, com potencial para conseguir concretizar a mais “louca” das ideias.

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Possíveis futuras aplicações médicas da Nanotecnologia

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