Ouro e grafeno: Novos aliados da medicina

Em um estudo publicado na revista Science Advances, cientistas descobriram como controlar o batimento de células do coração humano em um prato usando apenas luz e grafeno. Agora, todas as drogas em potencial serão testadas nas células do coração para garantir que, digamos, a medicação para a dor não cause um ataque cardíaco. Essas células cardíacas em questão são cultivadas em pratos de vidro ou plástico. Mas vidro e plástico não conduzem eletricidade, e nossos corações sim – o que significa que os testes não são tão realísticos quanto poderiam ser.

O grafeno, no entanto, converte luz em eletricidade e também não é tóxico. Nesse estudo, os cientistas aprenderam a controlar com precisão a quantidade de eletricidade que o grafeno gera alterando a quantidade de luz que eles emitem no material. Quando eles desenvolveram células cardíacas no grafeno, eles puderam manipular as células também, diz o co-autor do estudo Alex Savtchenko, físico da Universidade da Califórnia, em San Diego. Eles poderiam fazer com que ele fosse 1,5 vezes mais rápido, três vezes mais rápido, 10 vezes mais rápido, ou o quanto eles precisassem.

Isso significa que os cientistas podem fazer com que o grafeno imite um padrão de eletricidade semelhante a várias doenças cardíacas, o que facilita o teste de medicamentos para o coração e outras novas drogas. Mais tarde, Savtchenko espera que este método possa ser usado para construir um melhor marca-passo, pois eles controlam o batimento do coração e geralmente são feitos de eletrodos que podem causar cicatrizes internas. Em vez de eletrodos, imagina Savtchenko, poderíamos ter uma pequena peça de grafeno de longa duração presa a um músculo cardíaco. (O grafeno seria controlado por uma minúscula fonte de luz implantada nas proximidades e não causaria cicatrizes.) Ainda mais adiante, o grafeno poderia ser usado para controlar a eletricidade no cérebro e ajudar no tratamento de doenças neurodegenerativas como a de Parkinson. “O coração humano é fantasticamente resistente, mas ainda é apenas uma bomba”, diz ele. Há muito mais que pode ser feito.

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Outro material com muito potencial na medicina é o ouro. As nanopartículas de ouro são seguras para o corpo e quimicamente estáveis. Essas nanopartículas podem ser revestidas com uma droga específica e são tão pequenas que podem se mover facilmente pelo corpo e ir direto para onde a droga é necessária.

Essa é a idéia, mas quando você injeta uma nanopartícula de ouro no corpo, ela é imediatamente coberta por proteínas que já estão no sangue, chamadas proteínas do soro, diz Enrico Ferrari, nanotecnólogo da Universidade de Lincoln. As proteínas séricas alertam o sistema imunológico, que atacará a partícula da mesma forma que combate todos os outros invasores corporais. Nossos corpos querem impedir que a partícula chegue à sua fonte, de acordo com a Ferrari, e se for bem-sucedida, a droga se degradará e acabará no baço, em vez de para onde deveria ir.

Então a Ferrari desenvolveu uma nova maneira de fazer nanopartículas e seus resultados foram publicados recentemente na Nature Communications. Ele adicionou uma camada de proteínas que impede a proteína sérica de atacar. Pense nessa nova camada como um adaptador, diz Ferrari. Um dos lados liga-se muito bem ao ouro e mantém as proteínas do soro à distância. O outro lado é projetado para que seja mais fácil encontrar o alvo específico no corpo que a droga precisa alcançar. Em teoria, esse novo método pode ser tentado com qualquer tipo de droga e nanopartículas de ouro, e Ferrari quer trabalhar com outros cientistas para levar isso para além do laboratório.

As nanopartículas de ouro também podem ser usadas para monitorar o câncer, diz Matt Trau, químico da Universidade de Queensland. (Trau é o autor de um estudo diferente, também publicado recentemente na revista Nature Communications). Os tumores de câncer geralmente liberam pequenas células que circulam pelo sangue. As células, chamadas de células tumorais circulantes (CTCs), são bastante diferentes umas das outras e podem criar mais tumores, por isso é importante ficar de olho nelas. Existem algumas pistas sobre onde as CTCs podem estar – essas células geralmente têm um tipo particular de proteína – mas elas ainda são muito difíceis de detectar. Imagine tentar pegar 10 criminosos em toda a cidade de Nova York, diz Trau.

Quando os “criminosos” são células cancerígenas, você precisa ter certeza de que está certo, porque, se você não fizer isso, tomará a decisão errada sobre o tratamento.

Trau e sua equipe projetaram várias nanopartículas de ouro para que pudessem rastrear um dos quatro tipos diferentes de CTCs. “Você prepara todas as partículas, mistura-as e joga as partículas na amostra de sangue”, diz ele. Essencialmente, essas nanopartículas são treinadas para procurar e anexar ao tipo específico de proteína que marca um CTC. Quando você faz uma linha fluorescente nas partículas, elas emitem um código de barras único. Se a nanopartícula encontrar e se fixar no alvo da proteína, o código de barras muda para que você saiba qual CTC encontrou e quantas. Partículas diferentes são projetadas para encontrar diferentes CTCs.

Para o estudo, Trau testou a nova técnica em amostras de sangue que foram retiradas de pacientes com melanoma já falecido antes, durante e após o tratamento. As nanopartículas mostraram os diferentes tipos de células tumorais em cada amostra, como o sistema imunológico estava reagindo e se havia efeitos colaterais. Agora, sua equipe quer usar esse método para examinar mais amostras de sangue e outros tipos de CTCs. Embora só olhassem para as quatro desta vez, poderiam facilmente procurar muito mais. E eles querem testar isso em tempo real. “Se ao menos tivéssemos visto isso em tempo real, poderíamos ter tomado decisões sobre a mudança da dose do paciente”, diz ele. “Estes são insights sobre o câncer que não vimos antes.”

Fonte – Angela Chen para The Verge