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09/04/2007

A nanotecnologia já chegou à medicina - e a oftalmologia aos poucos percebe seus efeitos


Se você ainda não ouviu falar em nanotecnologia – a criação de partículas ultra-pequenas – provavelmente está prestes a ouvir. Essa área da ciência atômica está em ebulição e a tecnologia crescente surge em praticamente todos os lugares. De cosméticos que podem ser espalhados na pele para captar a vitalidade da juventude a produtos domésticos que se mantêm limpos, nada está fora do alcance dessa tecnologia incrivelmente pequena. Essas minúsculas partículas mudarão para sempre a forma como pensamos, comemos, o que compramos e como praticamos a medicina.

A medicina está próxima de algo muito grande – na realidade, muito pequeno. O que antes era chamado de micro já não é mais tão pequeno. Para ser realmente minúscula, uma partícula deve ter pelo menos 1 bilionésimo de metro (10-9 m), portanto, deve ser muito menor que 80 mil nanômetros ou que a espessura de um fio de cabelo. Elementos dessa dimensão são chamados de nanopartículas. Elas têm propriedades que podem ser exploradas para manter as roupas limpas, melhorar a embalagem de alimentos, criar novos medicamentos que transportam drogas vitais a lugares inalcançáveis e produzir micro-dispositivos médicos capazes de fazer uma cirurgia atômica. Inacreditável? Pois prepare-se: os primeiros frutos dessa pesquisa estão prestes a entrar na prática clínica esse ano.

A ciência que possibilita tudo isso possível existe numa escala quântica/atômica. Ao variar a estrutura e a composição de materiais comuns, cientistas podem mudar dramaticamente suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Essas minúsculas nanopartículas podem viajar livremente pela corrente sangüínea para atacar um câncer específico ou ser colocadas num colírio para tratar glaucoma.

De acordo com a National Nanotechnology Initiative, o governo norte-americano gastou mais que US$1,05 bilhão em nanotecnologia apenas em 2006. A maioria dos cientistas concorda que o dinheiro está sendo bem investido. A National Science Foundation está financiando a National Nanotechnology Infrastructure Network (NNIN), rede de 13 universidades que formam um sistema nacional de centros de pesquisa e educação dedicados exclusivamente à ciência, engenharia e tecnologia em escala nano. Uma breve olhada nessa pesquisa recente já é suficiente para tirar o fôlego.

Legenda: Arte no computador de unidades para uma câmera de nanotecnologia dentro do corpo humano. Cada unidade fornece parte da imagem, semelhante aos olhos compostos de insetos. As unidades também são uma fonte de luz porque são bioluminescentes. O tamanho reduzido permite que as unidades individuais vejam qualquer área do corpo sem necessidade de operação. Essa figura é formada de imagens enviadas de volta a um receptor. Esse é um exemplo do desenvolvimento futuro da tecnologia microscópica para usos novos.

Produtos de consumo

Imagine um material de embalagem que realmente evite que a comida em seu interior estrague. Ou uma tábua de cortar impregnada com nanopartículas que tornam impossível que partículas de comida e bactérias consigam aderir à sua superfície. Um enxágüe com água e a superfície está re-esterilizada. Nanopartículas estão sendo aplicadas à nova geração de têxteis, tornando roupas à prova de manchas e fazendo com que o vinco nas calças seja realmente permanente. Fraldas que não cheiram? Gravatas que só precisam ser chacoalhadas para que as manchas sejam removidas? Não despreze o conceito; tais produtos já estão rumo a uma loja perto de você.

Os japoneses, que há muito têm interesse em fabricar um banheiro mais higiênico e transformá-lo em seu spa particular, estão finalmente alcançando seu objetivo. Ao cobrir um material especial semelhante à porcelana com nanopartículas, eles criaram um vaso sanitário que impede a instalação de material orgânico, bactérias ou vírus. Jogue fora suas esponjas e esfregões – essa estratégia acaba com o problema! Se pudéssemos fazer o mesmo com as mãos das pessoas.

Aplicações médicas

Cientistas no Renssealer Polytechnical Institute criaram nanomateriais orgânicos em gel que podem encapsular produtos farmacêuticos, alimentícios ou cosméticos. Com essa tecnologia qualquer substância poderia virtualmente ser transformada num creme tópico. A nanotecnologia está sendo aplicada na criação de equipamentos médicos mais rápidos e com melhor custo-benefício. Na University of North Carolina em Chapel Hill imagens de tomografia computadorizadas foram criadas com raios x de nanotubo de carbono.

Imagens quantitativas de células são uma ferramenta importante para o diagnóstico de câncer e para medir a quantidade de agentes quimioterápicos que é de fato liberada a cada célula de câncer. Um nanotransistor químico novo possibilita a criação de equipamentos biomédicos ultra-sensíveis capazes de detectar um antígeno único numa amostra de sangue ou uma única célula cancerígena. Um sistema de liberação de droga baseada em nanopartículas, em que um campo magnético aplicado direciona o acúmulo de nanocarregadores com drogas em células de tumor, foi recentemente publicado na revista Molecular Pharmaceutics. Além disso, prata e ouro, metais preciosos que são ingredientes chave de nanocomponentes, podem ser desenhados para medir as reais quantidades de droga sendo absorvidas pelas células cancerígenas, segundo resultados de um estudo publicado em NanoBiotechnology.

Mesmo com todos os sucessos até hoje, pode ser que os fracassos é que tenham feito a maior contribuição. Desde que o mapeamento do genoma humano foi completado há anos, tem havido muito entusiasmo acerca da criação de tratamentos genéticos. O que poucos sabem sobre esse conceito é que a terapia genética convencional tem apresentado poucos sucessos até agora. Encontrar um meio adequado para transportar uma “droga” de ácido nucléico a uma célula alvo comprometida tem parecido impossível. Tipicamente, vírus mortos pelo calor têm sido usados como “táxis”, mas com pouco sucesso. Nanopartículas poderiam assumir o papel. Anexar moléculas grandes a pequenas partículas poderiam simplificar a tarefa de acertar o alvo e penetrar segmentos genéticos complexos.

Criar partes de substituição para uma população que está envelhecendo é uma tarefa assustadora. Usar a nanotecnologia, construir andaimes biológicos tridimensionais para a próxima geração de engenharia de tecidos será tão comum quanto criar frutas e vegetais. Esse conceito intrigante de polímeros com memória finalmente chegará a clínicas médicas esse ano. Tais materiais se transformam numa forma pré-determinada quando ativados por luz, calor ou campo magnético e podem ser implantados e ativados em qualquer lugar no corpo humano. A primeira dessas tecnologias aparecerá na forma de auto-suturas e aparelhos ortodônticos que se ajustam rapidamente. Há muitos outros no horizonte.

Aplicações oftalmológicas

De acordo Rutledge Ellis-Behnke, pesquisadora de cérebro e ciências cognitivas do MIT em Cambridge, Massachussets, o nervo óptico poderia ser regenerado com a nanotecnologia. Sua equipe de pesquisa cortou as estruturas visuais no cérebro de pequenos animais de laboratório, levando-os em cegueira. Depois, injetaram uma suspensão de aminoácidos críticos na área danificada. Esses polipeptídeos, ao se unirem a outros, montaram uma fibra em escala nano que fizeram uma ponte sobre o espaço deixado pelo dano. A formação de cicatrizes foi prevenida e o crescimento celular era possível. Aproximadamente 30 mil conexões de células nervosas foram restauradas em cada caso, permitindo que 75% dos animais enxergassem bem o suficiente para detectar e se virar em direção à comida.

A nanotecnologia pode fazer com que a não-adesão a uma droga seja coisa do passado. Imagine se tudo que um paciente de glaucoma tivesse que fazer para o tratamento mensal fosse colocar lentes de contato nos olhos. A idéia, obviamente, não é nova, mas a nanotecnologia pode finalmente fazê-la funcionar. Cientistas da Universidade da Flórida fabricaram lentes de contato hidrogel plantadas com partículas carregadas com drogas. Uma vez colocada no olho, um gradiente de difusão passivo libera as moléculas das nanopartículas dentro do olho. Existem planos para se testar o Timolol (Timoptic). “Outros pesquisadores tentaram usar lentes de contato para liberação de drogas, mas nossa abordagem é nova e nunca foi tentada antes”, diz Anuj Chauhan, da equipe de pesquisa da Universidade da Flórida.

Os metais preciosos previamente mencionados podem provar que são realmente preciosos. Bilhões de nanopartículas de ouro poderiam ser colocadas num único colírio e depois aplicado topicamente para tratar glaucoma. Uma vez dentro do olho, ativando as nanopartículas de ouro dentro da malha trabecular usando um laser infra-vermelho Titanium-Sapphire poderia abrir canais de drenagem permanentemente obstruídos. Nanopartículas de prata cristalinas já disponíveis como antimicrobiais em roupagens e formas tópicas mais novas poderiam tornar infecções oculares uma coisa do passado.

Uma das adições mais importantes ao novo campo emergente dos inibidores de crescimento endotelial vascular pode ser a liberação intravítrea dessas moléculas potentes ao uni-las às nanopartículas. Ter livre acesso ao olho de fora da parede ocular eliminará virtualmente a necessidade de uma agulha e injeções intraoculares.

Uma pitada de cautela

Mas nem tudo que brilha é ouro – ou prata. Por trás dessas novas tecnologias promissoras existe um risco invisível e imprevisto. A defesa natural do corpo humano contra invasores externos – pele, membranas mucosas dos olhos, nariz, garganta, pulmões e intestino – poderiam ser considerados inúteis por partículas invisíveis que passam livremente pelas membranas biológicas. O nariz, geralmente a primeira linha de defesa contra partículas suspensas inaladas que poderiam prejudicar os pulmões, pode ser ele mesmo suscetível aos perigos de nanopartículas extremamente pequenas. As implicações de possíveis conseqüências imprevistas dessa tecnologia ultra pequena ainda estão por ser vistas. Talvez elas não sejam grande coisa.

Revista Universo Visual

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