Projeto de parceria entre USP e IPT estuda formas de encapsulação polimérica para tratamento por hipertermia
O aluno de Bioengenharia da USP de São Carlos Caio José Perecin, em parceria com o IPT por meio do Programa Novos Talentos, está trabalhando no projeto de mestrado com o tema ‘Nanopartículas superparamagnéticas encapsuladas com polímeros para tratamento de câncer por hipertermia’. A ideia é que as nanoestruturas, aliadas à aplicação de um campo magnético alternado, promovam um aumento de temperatura na região afetada para gerar um efeito citotóxico nas células tumorais (ou seja, ‘matá-las’), já que essas são mais sensíveis ao calor do que as células sadias.
Iniciado em fevereiro de 2014 no Programa de Pós-Graduação Interunidades da USP sob a orientação do professor Sérgio Yoshioka e co-orientação da pesquisadora Natalia Cerize, do Núcleo de Bionanomanufatura do IPT, o trabalho inova no tema da encapsulação das nanopartículas superparamagnéticas, empregando a tecnologia de secagem por nano spray dryer e a rota de síntese. “A ideia é desenvolver uma nanopartícula polimérica que tenha ação direcionada ao alvo (no caso, as células tumorais) e ao núcleo superparamagnético, para a geração de calor no local”, afirma Natalia.
A nanopartícula estudada no IPT é composta por magnetita, um tipo de óxido de ferro que possui as propriedades magnéticas para gerar calor. Além de atuar como agente de hipertermia devido ao seu teor magnético, as nanopartículas do mineral também podem ajudar na veiculação de uma molécula terapêutica para uma região de interesse. Devido à sua composição, ela pode ser atraída por um campo magnético até uma região como um tumor, por exemplo.
“Elas também podem atuar como agente de contraste para a captura de imagens por ressonância magnética, que é uma forma de diagnóstico do câncer. Hoje em dia, há outros tipos de agentes de contraste usados para obter as imagens, mas as nanopartículas são uma opção interessante devido à sua reduzida toxicidade”, declara Perecin.
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| Trabalho inova no tema da encapsulação das nanopartículas superparamagnéticas |
A encapsulação polimérica utilizada no IPT é uma estratégia para estabilizar as nanopartículas, evitando a aglomeração da magnetita – o que poderia causar efeitos indesejados caso estivesse presente na corrente sanguínea – e contribuindo para que as partículas sejam absorvidas preferencialmente pelas células tumorais. A encapsulação é feita no Instituto usando o nano spray dryer, um dos únicos equipamentos no País. Perecin está testando diferentes tipos de polímeros para viabilizar uma alta eficiência de encapsulação e verificar a viabilidade para diminuir a aglomeração de material.
Um dos polímeros analisados pelo estudante é a maltodextrina, usada por jogadores de futebol e maratonistas, que auxilia na passagem por barreiras biológicas, usando um tensoativo que interage com as células endoteliais (que recobrem o interior dos vasos sanguíneos) e atravessa, por exemplo, a barreira hematoencefálica, já que um dos focos dos pesquisadores é o tratamento do gliobastoma (um tipo de câncer de cérebro).
Outro polímero utilizado foi o Eudragit, que pode ser utilizado para auxiliar no direcionamento das partículas até um câncer de intestino, por exemplo. E ainda foi utilizada uma matriz polimérica composta por Policaprolactona (PCL) e Pluronic, também já relatada na literatura com sucesso para tratamento de tumores cerebrais.
O projeto conta com apoio de oito profissionais ligados diretamente ao trabalho, de diversos laboratórios do IPT. Além da parceria com a unidade da USP em São Carlos, também há a ajuda do professor Valmir Chitta, do Instituto de Física da USP, que trabalha com magnetismo, e no IPT o pesquisador Adriano Marim de Oliveira, do Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Particulas.
Ainda em parceria com outros laboratórios do instituto, o trabalho conta com a ajuda das pesquisadoras Catia Fredericci, do Laboratório de Processos Metalúrgicos, e Patricia Leo, do Laboratório de Biotecnologia Industrial, que está fazendo testes nas nanopartículas para avaliação de citotoxicidade e avaliação em células neoplásicas de câncer de colo de útero e fígado para analisar como a partícula se comporta em diferentes meios.
É importante ressaltar que o trabalho dos pesquisadores estuda uma terapia alternativa para o tratamento do câncer, indicando a existência de um potencial que ainda não foi testado em animais ou humanos e ainda está em desenvolvimento. “É um desafio preparar nanopartículas que sejam biocompatíveis, consigam chegar até a região do tumor e matem seletivamente as células tumorais”, acrescenta Perecin.
“Hipertermia é uma terapia já utilizada e possui eficácia, mas o tipo de partícula usada para essa terapia é ainda um desafio. Se conseguirmos desenvolver um tipo de partícula nova, que possibilite maior desempenho terapêutico reduzindo efeitos colaterais, atingindo menos as células sadias e preferencialmente as tumorais, então teremos uma potencial tecnologia”, completa Natalia.
Como resultado do projeto de mestrado, algumas publicações foram realizadas. Caio participou do XXIV Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica (CBEB) em Uberlândia no ano passado, e já teve trabalhos aprovados para o XIV Encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) e para a Soft Magnetic Materials Conference (SMM 22), que ocorrerão em setembro no Rio de Janeiro e em São Paulo, respectivamente.
Um dos polímeros analisados pelo estudante é a maltodextrina, usada por jogadores de futebol e maratonistas, que auxilia na passagem por barreiras biológicas, usando um tensoativo que interage com as células endoteliais (que recobrem o interior dos vasos sanguíneos) e atravessa, por exemplo, a barreira hematoencefálica, já que um dos focos dos pesquisadores é o tratamento do gliobastoma (um tipo de câncer de cérebro).
Outro polímero utilizado foi o Eudragit, que pode ser utilizado para auxiliar no direcionamento das partículas até um câncer de intestino, por exemplo. E ainda foi utilizada uma matriz polimérica composta por Policaprolactona (PCL) e Pluronic, também já relatada na literatura com sucesso para tratamento de tumores cerebrais.
O projeto conta com apoio de oito profissionais ligados diretamente ao trabalho, de diversos laboratórios do IPT. Além da parceria com a unidade da USP em São Carlos, também há a ajuda do professor Valmir Chitta, do Instituto de Física da USP, que trabalha com magnetismo, e no IPT o pesquisador Adriano Marim de Oliveira, do Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Particulas.
Ainda em parceria com outros laboratórios do instituto, o trabalho conta com a ajuda das pesquisadoras Catia Fredericci, do Laboratório de Processos Metalúrgicos, e Patricia Leo, do Laboratório de Biotecnologia Industrial, que está fazendo testes nas nanopartículas para avaliação de citotoxicidade e avaliação em células neoplásicas de câncer de colo de útero e fígado para analisar como a partícula se comporta em diferentes meios.
É importante ressaltar que o trabalho dos pesquisadores estuda uma terapia alternativa para o tratamento do câncer, indicando a existência de um potencial que ainda não foi testado em animais ou humanos e ainda está em desenvolvimento. “É um desafio preparar nanopartículas que sejam biocompatíveis, consigam chegar até a região do tumor e matem seletivamente as células tumorais”, acrescenta Perecin.
“Hipertermia é uma terapia já utilizada e possui eficácia, mas o tipo de partícula usada para essa terapia é ainda um desafio. Se conseguirmos desenvolver um tipo de partícula nova, que possibilite maior desempenho terapêutico reduzindo efeitos colaterais, atingindo menos as células sadias e preferencialmente as tumorais, então teremos uma potencial tecnologia”, completa Natalia.
Como resultado do projeto de mestrado, algumas publicações foram realizadas. Caio participou do XXIV Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica (CBEB) em Uberlândia no ano passado, e já teve trabalhos aprovados para o XIV Encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) e para a Soft Magnetic Materials Conference (SMM 22), que ocorrerão em setembro no Rio de Janeiro e em São Paulo, respectivamente.
Fonte: IPT
