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– Pequenas partículas que podem combater o câncer ou que podem facilmente passar por qualquer interface dentro do nosso corpo são uma grande promessa para a medicina. Até agora, porém, há pouco conhecimento sobre o que exatamente acontecerá às nanopartículas em nossos tecidos e se elas podem ou não causar doenças por si mesmas. Dentro de um consórcio de pesquisa internacional, os cientistas da Empa agora desenvolveram diretrizes que devem permitir o desenvolvimento seguro de nanopartículas para uso médico.
Article courtesy EMPA by Andrea Seis: O uso de nanomateriais na medicina, “nanomedicina” é um tópico importante, por exemplo, na terapia ou diagnóstico do câncer. Biomateriais, como pequenos lipossomas, são carregados com drogas contra o câncer de mama, câncer de pâncreas ou sarcoma de Kaposi associado à infecção pelo HIV. Entre os nanomateriais inorgânicos, há, por exemplo, prata coloidal, que inibe o crescimento de patógenos microbianos. Outros nanoprodutos estimulam nosso sistema imunológico ou transportam ferro para o nosso corpo. O tamanho minúsculo das unidades individuais na faixa de um milionésimo de milímetro é exatamente o que determina seu potencial de bilhões de dólares no mercado mundial.
De olho na situação
Nanomateriais sintéticos, como partículas de ouro, prata ou óxido de ferro, estão se tornando cada vez mais complexos. No entanto, os regulamentos atuais sobre manuseio e avaliação de risco de medicamentos dificilmente se aplicam às nanopartículas. “As PMEs suíças do setor farmacêutico estão de olho no desenvolvimento para poder usá-las em produtos inovadores”, diz Peter Wick, pesquisador da Empa e coordenador do consórcio internacional “GoNanoBioMat”. Com o objetivo de promover a pesquisa em nanopartículas médicas seguras, os pesquisadores recentemente desenvolveram métodos e diretrizes para análise de risco dos minúsculos remédios do futuro.
Os pesquisadores apresentaram seus resultados a um público da ciência e da indústria no evento “Bem-vindo à nanoescala: da ciência à aplicação em saúde” na Academia Empa em Dübendorf. Novas diretrizes para uma abordagem segura por projeto para o desenvolvimento de nanopolímeros médicos também foram apresentadas. Os pesquisadores contribuíram com análises e diretrizes, identificaram os requisitos regulatórios e estudos de caso relevantes e os disponibilizaram publicamente em uma publicação. O projeto foi apoiado pela Agência Suíça de Inovação (Innosuisse), entre outros. O guia destina-se a ajudar empresas, mas também tomadores de decisão em agências de financiamento, indústrias e órgãos reguladores, a tomar decisões informadas, por exemplo, ao desenvolver novos sistemas de medicamentos. O “GoNanoBioMat” se baseia no projeto CCMX “Nanoscreen”, uma iniciativa do domínio ETH que lida com análises de segurança de nanomateriais e também é coordenada pela Empa.
Um aspecto fundamental aqui é um procedimento, com o qual os nanomateriais médicos podem ser identificados no início do processo de desenvolvimento como promissores ou perigosos. “O conceito” seguro por projeto “foi desenvolvido para tornar os processos dispendiosos de P&D mais eficientes”, explica Wick. Enquanto os pesquisadores inicialmente adaptaram o conhecimento existente das áreas de química, biologia, farmacologia e medicina para a nanoescala, também foram revelados os pontos críticos no desenvolvimento e aplicação de novos materiais nanomédicos. Simplesmente determinar o número de partículas em uma solução está se mostrando um obstáculo. Dependendo do método, existem diferentes concentrações que podem ser decisivas para futuras pesquisas, como mostrou a pesquisa da Empa. “É absolutamente crucial padronizar métodos e análises de nanopartículas em nível global para esclarecimentos de segurança no processo de desenvolvimento”, diz Wick. “As tecnologias já estão sendo usadas, mas até o momento não há requisitos regulatórios correspondentes”, diz Stefan Mühlebach, da Vifor Pharma, que é membro do conselho consultivo especializado e apóia o conceito de “segurança por projeto”. A segurança do paciente só será garantida se um padrão global for desenvolvido com base nesse conceito, acrescenta ele.
Imprevisivelmente pequeno
O mesmo vale para testes de novas terapêuticas em potencial no curso posterior do desenvolvimento, por exemplo, em ensaios pré-clínicos em culturas de células. Para avaliar as oportunidades e os riscos da nanomedicina, são necessários padrões claros. Esses métodos e padrões devem ser únicos, uma vez que as nanopartículas podem se comportar de maneira completamente diferente das drogas convencionais devido ao seu pequeno tamanho. Quando inaladas, as pequenas partículas penetram facilmente através dos delicados alvéolos na corrente sanguínea ou através das células intestinais do trato digestivo para o corpo. Até a barreira hematoencefálica, que é um limite impenetrável para muitos medicamentos, pode ser atravessada por nanopartículas.
Para isso, a pesquisadora da Empa Claudia Hempt conseguiu avançar em um modelo laboratorial do intestino, com o qual a absorção de nanomateriais pelo trato digestivo pode ser estudada da maneira mais realista possível. As culturas celulares simulam a superfície intestinal e as células
tipos responsáveis pela absorção de substâncias. O modelo mostra claramente como o tecido está saudável após um tratamento com nanomateriais e se continua a desempenhar suas funções originais ou se se desenvolvem inflamações prejudiciais. Tais análises são aguardadas com grande expectativa porque os nanomateriais já estão sendo utilizados na indústria de alimentos, por exemplo, como revestimentos de embalagens antimicrobianas, agentes antiaglomerantes ou suplementos alimentares.
Agora, este teste de laboratório também pode ser usado para apoiar o desenvolvimento futuro de nanopartículas medicamente benéficas. Uma cooperação bem-sucedida com uma empresa química já mostrou o quão promissores são os novos testes de laboratório. “Nosso modelo possibilita investigar o efeito de novos produtos nas células intestinais, por exemplo”, explica Hempt. As empresas estão interessadas em análises necessárias para o desenvolvimento de produtos seguros. Tais estudos teriam que apresentar as interações de maneira cientificamente correta com todos os controles relevantes, incorporar as mais recentes tecnologias e substituir testes em animais.
Nanopartículas no cérebro
A necessidade de mais pesquisas é, no entanto, devido à natureza ainda pouco explorada das nanopartículas. De interesse aqui é a chamada corona, um revestimento de proteínas, com o qual o corpo cobre as partículas. Essa superfície mais externa das partículas pode mudar dependendo da localização da substância e influencia seu modo de ação. Da mesma forma, os materiais artificiais que podem ser detectados no cérebro, tomilho ou testículos devem ser intensamente examinados quanto ao seu potencial de dano, por ex. para o genoma ou sistema imunológico, como Peter Gehr, professor emérito da Universidade de Berna, enfatizou. Por fim, é importante identificar riscos no processo de produção, entrega e prazo de validade das nanomedicina.
O Contactpointnano.ch, que entrou em operação no ano passado sob a liderança da Empa, também está tentando responder a perguntas como estas. Aqui, o conhecimento científico e regulatório disponível no campo da nanotecnologia é reunido para facilitar o acesso à pesquisa de empresas iniciantes, PMEs e indústria, possibilitando o desenvolvimento de aplicações inovadoras.
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