A NANOTECNOLOGIA NA BUSCA DO TRATAMENTO DE DOENÇAS

ATRAVÉS DA NANOMEDICINA

Tratamentos eficazes de saúde para as próximas décadas

Leonardo Bispo Pires1

Resumo

Estamos vivendo uma época de novas descobertas no campo da medicina e da tecnologia. A

nanomedicina é a aplicação da nanotecnologia na medicina. A unidade de trabalho tratada

aqui é o nanômetro que equivale à bilionésima parte do metro. Ou seja, os problemas de

saúde serão resolvidos no âmago da questão. No entanto, essa área não avança sozinha.

Depende de todo um conjunto de saberes interdisciplinares. Avanços na medicina, na

biologia molecular, na engenharia, na química supramolecular, dentre outras áreas que

atuam nestas descobertas. Visa-se construir estruturas inteligentes menores que células para

operar dentro do organismo humano realizando funções bem específicas e resolvendo

problemas de saúde comuns ao século XX. Pesquisadores obtiveram sucesso na fabricação

de nanodispositivos. E muitos testes vêm sendo realizados em animais de laboratório. O

resultado de tudo isso é uma ótima qualidade de vida para todos num futuro não muito

distante.

Palavras-chaves: nanomedicina, nanotecnologia, nanodispositivos.

Tema-central: Nanomedicina.

1 Graduando em Bacharelado Interdisciplinar em Saúde – Instituto de Humanidades, Artes e Ciências Professor Milton Santos – IHAC, Rua Barão de Jeremoabo, s/n – Campus Universitário de Ondina – CEP: 40170-115, Universidade Federal da Bahia – Salvador/BA. E-mail: leonardo_pires14@hotmail.com

Abstract

We are living in an era of new discoveries in medicine and technology. Nanomedicine isthe

application of nanotechnology in medicine. The unit of work is treated here as a

nanometer is one-billionth of a meter. Namely, the health problems will be solved at the

heart of the matter. However, this area does not go alone. It depends on a whole

rangeof interdisciplinary knowledge. Advances in medicine, molecular biology, engineering,

supramolecular chemistry, among other areas that act on these findings. The aim

is tobuild smart structures smaller than cells to operate inside the human

body performingvery specific functions and solving health problems common to the

twentieth century. Researchers have succeeded in making nanodevices. And many tests have

beenconducted in laboratory animals. The result of all this is a great quality

of life foreveryone in a not too distant future.

Keywords: nanomedicine, nanotechnology, nanodevices.

Theme-central: Nanomedicine.

INTRODUÇÃO

O corpo humano é dotado de uma rede complexa de sistemas que agem interligados

para o perfeito funcionamento do corpo. Todo o organismo do homem está perfeitamente

organizado para atender a demanda de reações e interações químicas e físicas a nível

atômico, molecular e celular. Sem essa organização biológica os componentes celulares

flutuariam num meio aquoso, desencadeando reações indesejáveis e nocivas ao organismo.

Ou seja, a ausência dessas estruturas levaria o corpo a produzir efeitos desastrosos,

comprometendo a eficiência e produzindo interferências de todos os tipos. (TOMA, 2004)

Quando acontecem os problemas no organismo por causa desse desequilíbrio de

interações biológicas ou pelo mau funcionamento de algum órgão, muitas vezes a

introdução de substâncias ou algum tipo de intervenção se faz necessária e suficiente para

impedir ou interromper os processos. Poderíamos, por exemplo, chamar essas substâncias

de fármacos e essas intervenções de cirurgias.

Para tornar o assunto ainda mais compreensível, podemos citar a doença

‘hipotireoidismo’ como exemplo. O que causa esta doença? Entre outros fatores, pode ser

causada pelo uso de medicamentos que interferem na síntese e liberação dos hormônios da

tireóide. Para sanar este desequilíbrio é necessário introduzir no organismo da pessoa

doente doses calculadas de outros medicamentos.

Desta maneira, fica fácil entender que quando se quer fabricar medicamentos ou

criar outros meios profiláticos e terapêuticos, é preciso conhecer e compreender todo esse

sistema biológico do organismo humano.

É aí que surge a nanomedicina, afim de estudar as estruturas biológicas que possuem

funções essenciais ao funcionamento do organismo e criar dispositivos semelhantes para

melhorar o modo de vida das pessoas sanando os problemas de saúde. Nestas pesquisas,

médicos, cientistas, biólogos, químicos, físicos, engenheiros e tantos outros trabalham

juntos na busca de novos tratamentos de saúde. Tratamentos estes, mais eficazes e menos

dispendiosos.

A nanociência ou mais especificamente, a nanomedicina, busca formular

medicamentos com ações específicas em células danificadas, reduzindo os efeitos colaterais

que por muitas vezes obrigam pacientes a querer abandonar o tratamento de quimioterapia,

por exemplo. Além disso, ajuda a promover procedimentos mais precisos e mais eficazes.

Tudo isso só depende da velocidade dos avanços da tecnologia e dos estudos na área

da biologia molecular. Porém, vários passos já foram tomados e para provar os avanços da

nanomedicina, só em abril de 2006, 130 medicamentos que utilizam a nanotecnologia

estavam sendo produzidos.

Existe pouquíssima informação disponível em português e isso dificulta a pesquisa de

estudantes brasileiros. Sem falar no pouco tempo dos estudos. A nanotecnologia é uma

ciência recente e a nanomedicina ainda mais.

METODOLOGIA

Este artigo é a síntese de uma pesquisa realizada através da leitura de textos

científicos em páginas da internet e em alguns livros específicos. Fora consultada todo tipo

de informação, as fontes são desde artigos científicos a revistas de informação cultural e

matérias em blogs e sites informais.

Procurou-se um ponto em comum entre essas fontes, ou seja, a nanomedicina e

validou a veracidade destes dados comparando os estudos realizados por indivíduos e

equipes diferentes.

NANOTECNOLOGIA

Nanotecnologia é uma área nova da ciência que tem o objetivo de manipular átomos

e moléculas a fim de criar estruturas nanométricas. (CARLES, HERMOSILLA, 2007) Quando

falamos em nanômetros estamos falando na bilionésima parte do metro. (Ver tabela 01).

Tabela 01 – Escala m-nm

Metro Nanômetro Potência

1 0,00000001m 10-9m

Essa é uma medida muito especial porque é a partir daí que os dispositivos criados

pelo homem começam a se equiparar as máquinas biológicas naturais do organismo (DNA,

RNA, ribossomo, hemácia, proteína, etc). Logo, estando no mesmo patamar, realizar

trabalhos fica muito mais fácil e os resultados muito mais eficazes.

Um evento ocorrido em 29 de dezembro de 1959, durante o Encontro Anual da

Sociedade Americana de Física no Instituto de Tecnologia da Califórnia, marca o início dos

estudos em Nanotecnologia. O físico norte-americano Richard Feynman, foi o responsável

por isso ao proferir a palestra: “There’s plenty of room at the bottom’, o que quer dizer ‘Há

muito espaço lá em baixo’.

Porém, o termo ‘Nanotecnologia’ só fora utilizado pela primeira vez pelo professor

Norio Taniguchi, numa conferência intitulada “On the Basic Concept of Nanotechnology”.

Em 1974 na Faculdade de Ciências de Tóquio.

NANOMEDICINA

A nanomedicina é a junção da medicina com a nanotecnologia. E visa a cura, o

diagnóstico, a prevenção ou tratamento através de partículas, nanorobôs e outros

elementos a nível nanométrico.

A nanomedicina é uma área muita estudada hoje. Acredita-se que seja a área

promissora da medicina contemporânea. Porém, os avanços da nanomedicina dependem

dos avanços da nanotecnologia junto a ciência e a própria tecnologia que por sinal, nesta

área (nano) está muito imatura (nova).

A busca pela cura de doenças como o câncer e a AIDS movem as pesquisas nestes

meios. O Dr. Samuel Wickline, professor de medicina, física, e engenharia biomédica, disse:

“Há enormes possibilidades de se diagnosticar pequenos cânceres bem mais cedo do que

antes de tratá-los com medicamentos fortes, aplicados apenas no local do tumor. Ao mesmo

tempo reduziremos quaisquer efeitos colaterais.” (Despertai!, 2007)

Os avanços da biologia molecular e da nanorobótica contribuem para as descobertas

da nanomedicina que já tem sucesso em alguns casos, como os efeitos positivos de

nanopartículas e nanorobôs dentro do corpo humano.

Essas possibilidades de tratamento podem ser comparadas aos tratamentos atuais

que são feitos por fármacos, porém, mais eficazes e mais potentes. Contar com um sistema

de diagnóstico mais eficaz permite a capacidade de respostas mais rápido diante das

doenças. Além de aumentar o número de novos tratamentos, a nanomedicina permitirá um

controle diferente da saúde dos pacientes.

O corpo humano possui verdadeiras máquinas biológicas. A título de exemplos

podemos citar as hemácias, as proteínas, as moléculas de ATP (adenosina trifosfato), a

mitocôndria, o DNA (ácido desoxirribonucleico), entre várias outras. E a nanomedicina busca

criar robôs que sejam parecidos ou que exerçam basicamente o mesmo papel dessas

máquinas biológicas.

Os nanorobôs poderiam ser injetados no corpo humano através da via oral ou

intravenosa e poderiam identificar e destruir células cancerosas ou infectadas por vírus.

Poderiam também, regenerar tecidos e fazer uma infinidade de outras coisas que os

remédios atuais, não conseguem ou demoram a conseguir.

OS DISPOSITIVOS NANOMÉDICOS

Os nanorobôs criados pela nanotecnologia seriam capazes de gravar e relatar todos

os sinais vitais do organismo. Isso inclui temperatura, pressão, composição química e a

atividade do sistema imunológico. Tudo isso dentro do próprio corpo e em todas as partes

do corpo. Também estuda-se a possibilidade desses dispositivos entrar nas células e destruir

vírus e bactérias que estejam

causando problemas ao

organismo. (Ver Nanorobô –

Imagem 1).

O mais espantoso é que

esses dispositivos tão complexos

serão construídos com

componentes de cem

nanômetros no máximo. Isso é 25

vezes menor que o diâmetro de

um glóbulo vermelho. (Ver tabela

02). Por serem tão pequenos,

espera-se que os nanodispositivos consigam não só viajar através dos vasos sanguíneos, mas

viajar também através de minúsculos capilares, distribuindo oxigênio a tecidos anêmicos,

Nanorobô - Imagem

removendo obstruções de vasos e placas em células cerebrais. E uma das características

mais interessantes, é que esses nanodispositivos levarão 'remédios' se necessários, a células

específicas.

Tabela 02 – Medidas

Objeto/Estrutura Medida

A página que você está lendo 100.000nm

Fio de cabelo 80.000nm

Hemácia 2.500nm

Bactéria 1.000nm

Vírus 100nm

DNA 2,5nm

Os nanorobôs possuem biomotores, o que dispensa baterias artificiais e utilizam

energia do próprio corpo para manter-se em funcionamento. Isso diminui as possibilidades

de contaminação, como acontece com os portadores de marca-passos, visto que a bateria

utilizada por tais, são baterias químicas que recarregam-se com a temperatura do corpo,

privando os usuários de uma vida ‘normal’.

Um nanorobô simples, porém, muito interessante, é o nanoímã. Ele pode levar

drogas quimioterápicas até as células tumorais específicas sem comprometer as células

saudáveis. Isso é possível através da manipulação dos nanoimãs por um campo magnético

exterior ao corpo. Além dessa possibilidade, é possível fazer com que essas partículas

vibrem, dissipando calor nas células tumorais associadas provocando sua lise.

Existe uma matéria-prima chamada de ‘nanotubos’ que são estruturas utilizadas por

nanotecnólogos na fabricação, inclusive, dos nanorobôs. São filamentos ultrafinos,

compostos por átomos de carbono num encaixamento perfeito, mais resistentes que

diamantes e flexíveis como teias de aranha. (Ver Nanotubo de Carbono – Imagem 02) A

utilização de nanotubos permite a precisão de cirurgias e exames. Principalmente no campo

cirúrgico. São muitos os benefícios, a começar pela perda de sangue que seria

imensuravelmente menor. Estudos com hemácias revelam a possibilidade de utilização de

sangue sintético.

Pesquisadores no Japão conseguiram incorporar ferro-

porfirínico (grupo protéico associado com íon de ferro)

em albuminas. Albuminas são proteínas que transportam

moléculas e nutrientes no sangue. Essas proteínas

modificadas conseguem imitar a hemoglobina e são

utilizadas na fabricação deste sangue artificial. Isso reduz

o número de contaminações por HIV e hepatite, entre

outras doenças, através das transfusões 'sanguíneas'.

Os nanofármacos são criados com a propriedade de

vencer barreiras biológicas como a permeabilidade das

células e os remédios são entregues diretamente no local

desejado, característica chamada de ‘Drug Delivery’. Um

exemplo são os lipossomas, que possui uma estrutura

hidrossolúvel e lipossolúvel capaz de atravessar membranas celulares e depositar o

medicamento diretamente nas células alvo. No mercado já se encontra disponível alguns

medicamentos que fazem uso da nanomedicina. A Tabela 03 – Lipossomas no Mercado –

traz os exemplos.

Tabela 03 – Lipossomas no Mercado

Nanotubo de Carbono – Imagem 2

RESULTADOS E CONCLUSÕES

Esses estudos nos permite visualizar a medicina do futuro. As doenças não serão

tratadas com medicamentos ou cirurgias e sim com reparos nos nossos próprios átomos.

Isso significa que dentre toda a história, os seres humanos atuais serão os mais saudáveis de

todos os tempos. Pois com os avanços da nanomedicina será possível a reorganização de

átomos e moléculas de todas as maneiras possíveis oferecidas pelas leis da física.

Hoje, alguns cientistas já estão sendo bem-sucedidos em aplicar a nanomedicina em

animais de laboratório.

Os benefícios gerados pela nanomedicina podem ser comparados as grandes

revoluções que foram surgindo em toda história da medicina. É bom citar que deveremos ter

cuidados especiais com esse tipo de ciência que expande-se ligeiramente neste século. Ao

mesmo tempo que nos desenvolvemos, damos passos largos para trás no quesito

‘sustentabilidade’.

Estas informações podem parecer banais e longe da realidade. Mas já está sendo

construído dispositivos nanométricos ou nanorobôs menores que células humanas dotadas

de chips inteligentes com capacidade de reconhecer defeitos mínimos e realizar reparos.

Estima-se que dentro da próxima década, a nanotecnologia esteja sendo usada no reparo e

na reorganização da estrutura molecular das células vivas.

REFERÊNCIAS

TOMA, Henrique E. As nanomáquinas biológicas. In: O mundo nanométrico: a dimensão do

novo século. São Paulo: Oficina de Textos, 2004. Cap. 02, p. 23-39.

CARLES, Mauricio. HERMOSILLA, Lígia. Revista Científica Eletrônica de Psicologia.

Nanomedicina: Médicos Microscópicos. Ano IV, Número 06, 2007. Disponível em:

< http://www.revista.inf.br/sistemas06/artigos/edic6anoIVfev2007-artigo02.pdf >

DESPERTAI!. O fim das doenças: Nanomedicina. São Paulo: Associação Torre de Vigia de

Bíblias, 2007, p. 4-9.

NANOTECHNOLOGY – Disponível em:

< http://en.wikipedia.org/wiki/Nanotechnology>

SANTOS, E. C. T. Nanotecnologia: Inovação Tecnológica Aplicada à Liberação Controlada de

Fármacos. Disponível em:

<http://www.slidefinder.net/n/nanotecnologia_inova%C3%A7%C3%A3o_tecnol

%C3%B3gica_aplicada_libera%C3%A7%C3%A3o/12215104>

IMAGENS E TABELAS

Nanorobô – Imagem 01 – Disponível em:

<http://1.bp.blogspot.com/_Gz6-ZtgU1Ac/TJdkWL6L9vI/AAAAAAAAAoQ/FBigchmcqlI

/s1600/gold-nanotech-2.jpg>

Nanotubo de Carbono – Imagem 02 – Disponível em:

<http://www.revista.inf.br/veterinaria10/revisao/edic-vi-n10-RL62.pdf>

Tabela 03 – Lipossomas no Mercado – Disponível em:

< http://www.ioc.fiocruz.br/peptideos2008/pdf/nanobiotecnologia.pdf>