Grafeno e ouro poderiam liderar o caminho para uma saúde melhor, ajudando-na testar novas drogas, entregar drogas com mais precisão e até mesmo monitorar câncer.
Em um estudo publicado hoje no jornal Ciência avança, os cientistas descobriram como controlar as batidas do coração humano as células em um prato, usando apenas luz e grafeno. Agora, todos potenciais drogas são testadas em células do coração para certifique-se de que, dizem, medicação para a dor não vai lhe dar um ataque cardíaco. Estas células do coração em questão são cultivadas em vidro ou pratos de plástico. Mas, vidro e plástico não conduzem eletricidade, e nossos corações fazer — o que significa que os testes não são tão realistas como poderiam ser.
Grafeno, no entanto, converte luz em eletricidade, e também não é tóxico. No estudo de hoje, os cientistas aprenderam precisamente controlar que a quantidade de electricidade grafeno gera, alterando a quantidade de luz que brilham sobre o material. Quando cresceram as células do coração sobre o grafeno, pode manipular as células também, diz estudo co-autor Alex Savtchenko, um físico da Universidade da Califórnia, San Diego. Poderem ir bater 1.5 vezes mais rápido, mais rápido três vezes, 10 vezes mais rápido, ou o que eles precisavam.
Isto significa que os cientistas podem fazer o grafeno imitar um padrão de electricidade semelhante às várias doenças do coração, o que torna mais fácil de testar medicamentos para o coração e outras novas drogas. Mais adiante, Savtchenko espera que esse método pode ser usado para construir um melhor marca-passo. Marcapassos controlam o bater do coração e normalmente são feitos de eletrodos que podem causar cicatrizes internas. Ao invés de eletrodos, Savtchenko imagina, teremos um pedaço pequeno de longa duração de grafeno anexado a um músculo de coração. (O grafeno seria controlado por uma fonte de luz minúscula implantada nas proximidades e não causa cicatrizes). Ainda mais, grafeno poderia ser usado para controlar a eletricidade nos cérebro e ajuda tratar de doenças neurodegenerativas como Parkinson. “O coração humano é fantasticamente resiliente, mas é ainda apenas uma bomba,” ele diz. Há muito mais que pode ser feito.
Outro material com um grande potencial em medicina é ouro. Nanopartículas de ouro são quimicamente estável e seguro para o corpo. Essas nanopartículas podem ser revestidas com uma droga específica, e eles são tão pequenos que podem mover-se facilmente através do corpo e ir direto para onde a droga é necessária.
Essa é a ideia, mas quando você injetar uma nanopartículas de ouro para o corpo, imediatamente é coberto por proteínas já no sangue chamado de proteínas séricas, diz Enrico Ferrari, um nanotechnologist para a Universidade de Lincoln. As proteínas do soro alertam o sistema imunológico do corpo, que vai atacar a partícula da mesma forma que luta todos os outros invasores corporais. Nossos corpos querem impedir a partícula até a sua fonte, de acordo com a Ferrari, e se der certo, a droga irá degradar e acabam no baço em vez de onde era suposto para ir.
Então Ferrari desenvolveu uma nova forma de fazer as nanopartículas e seus resultados foram recentemente publicados em Comunicações de natureza. Ele acrescentou uma camada de proteínas que impede que a proteína de soro de atacar. Acho que desta nova camada como um adaptador, diz Ferrari. Um lado liga muito bem ao ouro e mantém as proteínas do soro na baía. Do outro lado é projetado para que mais facilmente pode encontrar o alvo específico no corpo que a droga precisa alcançar. Em teoria, este novo método pode ser tentado com qualquer tipo de droga e nanopartículas de ouro, e Ferrari quer trabalhar com outros cientistas para trazer isto para além do laboratório.
Nanopartículas de ouro também podem ser usadas para monitorar o câncer, diz Matt Trau, um químico da Universidade de Queensland. (Trau é o autor de um estudo diferente, também recentemente publicado na revista Communications da natureza). Tumores de câncer muitas vezes galpão células minúsculas que circulam através do sangue. As células, chamadas células tumorais circulantes (CTC), são todos bastante diferentes uns dos outros e podem criar mais tumores, por isso é importante ficar de olho neles. Existem algumas pistas sobre onde o CTC pode ser — estas células têm frequentemente um monte de um tipo específico de proteína — mas eles ainda são muito difíceis de apanhar. Imagine tentar apanhar 10 criminosos em toda a cidade de Nova York, diz Trau. Quando os “criminosos” são células de câncer, você tem que certificar-se de que você entendeu certo porque se não o fizer, você vai fazer a decisão errada sobre o tratamento.
Trau e sua equipe projetou vários nanopartículas de ouro para que eles podem controlar um dos quatro tipos diferentes de CTC. “você preparar todas as partículas, você misturá-los juntos e você joga as partículas para a amostra de sangue”, diz ele. Essencialmente, essas nanopartículas são treinadas para procurar e anexar para o tipo específico de proteína que marca um CTC. Quando você brilha uma linha fluorescente das partículas, eles emitem um único “barras”. Se as nanopartículas encontra e anexa o alvo da proteína, as alterações de código de barras para você saber qual CTC é encontrado e quantos. Diferentes partículas são projetadas para encontrar diferentes CTC.
Para o estudo, Trau testou a nova técnica em amostras de sangue tiradas pacientes de 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 a reagir, e se houve efeitos colaterais. Agora, sua equipe quer usar esse método para olhar mais amostras de sangue e outros tipos de CTC. Embora apenas olharam quatro desta vez, poderiam facilmente olhar para muitos mais. E eles querem julgamento isto em tempo real. “Se só vimos isso em tempo real, podíamos ter feito decisões sobre alterar a dose do paciente,” ele diz. “Estas são insights sobre câncer que não vimos antes”.