Nanopartículas de grafeno podem transportar remédios até tumores de câncer de mama
O grafeno é uma das formas cristalinas do carbono, assim como o diamante e o grafite. Sua estrutura é semelhante a uma folha: muito fina e com uma grande área superficial. Isso confere boa estabilidade térmica, alta resistência mecânica e alta condutividade eletrônica.
Devido a suas propriedades físico-químicas únicas, nanomoléculas à base de grafeno apresentam grande potencial para diversas aplicações. As mais conhecidas estão na tecnologia (como na fabricação de baterias), mas o grafeno também é estudado na biomedicina, especialmente em sistemas de entrega e liberação de fármacos.
Em outras palavras, as nanopartículas podem ser os “carros” que transportam as moléculas do medicamento por dentro do corpo. Esses nanomateriais se associam com dendrímeros (macromoléculas sintéticas complexas, com estrutura regular e altamente ramificada) o que aumenta sua solubilidade e permite uma melhor interação com biomoléculas – ou seja, as moléculas presentes no organismo.
Formado apenas por carbono e hidrogênio, o grafeno possui uma composição comum à maioria das estruturas presentes nas células humanas. Ele não é tóxico, então não ativa qualquer resposta imune do organismo.
Foi a partir desse contexto que a pesquisadora Beatriz Fumelli, pós-doutoranda do Instituto de Ciência Biomédicas da USP, se interessou pelo potencial biotecnológico dessa estrutura. Ela estudou nanopartículas chamadas de “GOXP”, compostas por óxido de grafeno (GOX) associado ao dendrímero poliamidoamina (PAMAM), como veículo para um fármaco antitumoral. Mas até chegar a esse ponto, Fumelli percorreu um longo caminho.
Bastidores da pesquisa
A primeira etapa dessa jornada científica começou em 2017, quando a pesquisadora ainda cursava graduação em Ciências Biológicas. Naquela época, Fumelli tentava entender como esses nanomateriais interagem com sistemas biológicos – e, mais especificamente, com células tumorais de câncer de mama.
“No mundo ideal, a nanopartícula não deve ter ação nenhuma sobre as células”, afirma a pesquisadora. Isso significa que, quando um material é utilizado como veículo para fazer a entrega do fármaco em seu local de ação, ele deve interagir o mínimo possível com o organismo, sem causar danos às células.
A GOXP utilizada nos estudos foi produzida pela equipe do professor Devaney do Carmo, da Universidade Estadual de São Paulo (UNESP). Nos testes feitos em laboratório, diferentes concentrações de nanopartículas de grafeno foram adicionadas a células de câncer de mama. Os resultados mostraram que as nanopartículas não só se aderiram à superfície das células, mas também foram internalizadas por elas. Isso é uma característica essencial para um sistema de entrega de fármacos.
Em altas concentrações, o nanomaterial apresentou baixo efeito citotóxico, causando a morte de uma pequena quantidade de células tumorais, além de provocar alterações morfológicas que afetaram seu formato e tamanho. Apesar disso, de maneira geral, os resultados indicam que as nanopartículas tiveram pouca interferência sobre as linhagens celulares testadas.
Para entender melhor o comportamento das células de câncer de mama expostas a GOXP, os pesquisadores utilizaram a microscopia em tempo real. Com ela, puderam ver a reação das células tumorais às nanopartículas no momento em que elas interagiam. A observação confirmou que o nanomaterial realmente adere à superfície celular, o que favorece sua internalização na forma de aglomerados, que posteriormente se fragmentam em grupos menores.
Nesse experimento, os cientistas verificaram que as células transferem esses aglomerados para as suas células-filhas, como se fosse uma “herança”, o que reforça o potencial desse material como uma importante ferramenta terapêutica.
As células cancerígenas, por exemplo, se dividem muito rapidamente. A GOXP possibilitaria que o medicamento internalizado fosse distribuído para as novas células formadas após a sua divisão. “Isso abre uma janela terapêutica muito interessante”, afirma Beatriz.
Depois de estudar profundamente as características das nanopartículas de grafeno e confirmar seu potencial biotecnológico, os pesquisadores finalmente puderam testar a GOXP carregada com um fármaco antitumoral: a doxorrubicina (DOX). Diversos experimentos foram realizados na USP e na Universidade de Groningen, na Holanda, onde Fumelli fez parte do seu doutorado. Eles avaliaram a eficácia desse tratamento em células de diferentes tipos de câncer de mama.
Os pesquisadores observaram que o fármaco ligado à GOXP foi mais eficaz do que quando usado em sua forma livre, eliminando mais as células tumorais nos tratamentos à base de grafeno. Além disso, a DOX foi liberada das nanopartículas de maneira gradual, matando a célula progressivamente com o passar do tempo.
Fumelli destaca, ainda, que a linhagem celular de câncer de mama triplo-negativo – subtipo mais agressivo da doença, para o qual ainda não existe um tratamento direcionado – foi mais suscetível à doxorrubicina ligada à GOXP, o que indica uma maior sensibilidade dessa linhagem ao tratamento baseado no nanomaterial.
Em conjunto, esses resultados sugerem que o GOXP atua como uma plataforma de administração de fármacos eficaz e biocompatível, podendo ser considerado uma ferramenta promissora para aplicações biomédicas. A partir de agora, são necessários mais estudos in vitro e in vivo, utilizando modelos animais, para compreender o comportamento da GOXP dentro do organismo, avaliando suas características de biocompatibilidade, biodistribuição, eficácia e farmacocinética.
Eduarda A. Moreira é doutora em ciências (USP), especialista em jornalismo científico pelo Labjor (Unicamp) e bolsista Mídia Ciência – FAPESP.
O que achou dessa notícia? Deixe um comentário abaixo e/ou compartilhe em suas redes sociais. Assim conseguiremos informar mais pessoas sobre as curiosidades do mundo!
Esta notícia foi originalmente publicada em:
Fonte original
