Graças aos filmes, séries e livros de ficção científica, há muito que imaginamos um mundo onde pequenas máquinas percorrem o nosso corpo, dotando-nos de habilidades especiais.
Este conceito, que parece impossível e futurista, leva-nos a pensar num futuro distante onde as nanomáquinas serão capazes de nos curar, melhorar e prolongar as nossas vidas de formas que ainda não compreendemos totalmente. Mas o surpreendente é que esse futuro já está aqui.
As nanomáquinas, longe de serem apenas uma fantasia, existem há muito tempo no campo da medicina e são utilizadas, por exemplo, para combater doenças tão devastadoras como o cancro. Estas pequenas estruturas não só detectam células cancerígenas, como também as atacam com uma precisão cirúrgica que está a revolucionar os tratamentos médicos.
Ficção científica? Mais como ciência real, e está acontecendo agora.
Nab-paclitaxel
Durante a minha formação em engenharia biomédica, descobri esta medicina dentro da temática da nanomedicina, e ao ter que trabalhar nela ajudou-me a ficar fascinado (ainda mais) por esta área e a mergulhar com mais entusiasmo nos nano-mundos da saúde. .
O Nab-paclitaxel , conhecido mundialmente como ABRAXANE®, é uma forma de quimioterapia utilizada principalmente no tratamento do câncer. O paclitaxel, o princípio ativo, é um medicamento que inibe a proliferação de células cancerígenas, interferindo na divisão celular.
“Nab” refere-se à tecnologia de nanopartículas de albumina, proteína que transporta o medicamento de forma mais eficiente até as células cancerígenas, melhorando sua absorção e reduzindo alguns efeitos colaterais. Isto foi descoberto quando as células cancerígenas tendem a acumular albumina, atraindo uma grande quantidade desta proteína de transporte.
Ao se ligar à albumina, o paclitaxel é encapsulado em nanopartículas, criando nab-paclitaxel (Nanoparticle Albumin-Bound Paclitaxel). Estas nanopartículas têm um tamanho de cerca de 130 nanómetros, o que lhes permite circular eficazmente no corpo.
Portanto, o Nab-paclitaxel, em vez de ser injetado no corpo e se espalhar pelos nossos tecidos como medicamentos comuns, é injetado no sangue e, como se fosse um brinquedo controlado remotamente, é transportado pelas nanopartículas de albumina diretamente para as células cancerígenas, então eles são atacados diretamente sem danificar tecidos saudáveis
O problema do paclitaxel
O paclitaxel começou a ser usado como tratamento quimioterápico em 1992, após sua aprovação pela Food and Drug Administration ( FDA ) dos EUA para o tratamento do câncer de ovário. Posteriormente, seu uso foi ampliado para outros tipos de câncer, como câncer de mama e câncer de pulmão.
Embora o nab-paclitaxel tenha sido aprovado em 2005 para tratar o câncer de mama metastático, o paclitaxel tradicional não foi completamente substituído. Ambos ainda são usados hoje, e a escolha entre paclitaxel e nab-paclitaxel depende do tipo de câncer, da condição do paciente e de outros fatores clínicos. A principal diferença é que o nab-paclitaxel tende a ser usado em pacientes que não toleram os efeitos colaterais do paclitaxel convencional ou que necessitam de melhor distribuição do medicamento no organismo.
O Nab-paclitaxel foi desenvolvido para resolver vários problemas associados ao uso do paclitaxel tradicional:
- O paclitaxel tradicional requer solventes como o Cremophor EL para se dissolver, pois é insolúvel em água. Este solvente é tóxico e pode causar reações alérgicas graves, exigindo que os pacientes sejam pré-medicados com esteróides e anti-histamínicos antes da administração. O Nab-paclitaxel não necessita desses solventes, pois utiliza nanopartículas de albumina para administração, eliminando a necessidade de pré-medicação.
- O uso de solventes como o Cremophor EL no paclitaxel tradicional está associado a efeitos colaterais graves, como neuropatia periférica e reações de hipersensibilidade . Foi demonstrado que o nab-paclitaxel tem menos toxicidade e reduz a gravidade desses efeitos colaterais.
- O paclitaxel tradicional tem dificuldade em atingir as células tumorais de forma eficiente devido ao seu método de administração e à necessidade de solventes. O Nab-paclitaxel, por estar ligado à albumina, melhora a distribuição do medicamento ao tumor, aproveitando os mecanismos naturais do organismo, como a afinidade da albumina pelos tecidos tumorais. Isso resulta em melhor penetração e eficácia do tratamento.
- Devido à melhor tolerância do nab-paclitaxel, os pacientes podem receber doses mais elevadas do medicamento em comparação ao paclitaxel tradicional, o que melhora a eficácia do tratamento sem aumentar significativamente a toxicidade.
Processo de nab-paclitaxel no corpo
Fase 1. Administração
O Nab-paclitaxel é administrado por via intravenosa sem pré-medicação com esteróides ou anti-histamínicos.
Fase 2. Transporte pelo corpo
Uma vez na corrente sanguínea, as nanopartículas de albumina transportam o paclitaxel através do corpo, evitando que ele se degrade ou se acumule rapidamente em outros tecidos.
A albumina é uma proteína que circula naturalmente no corpo e tem alta afinidade por locais tumorais. As células tumorais, devido ao seu rápido crescimento, demandam maiores quantidades de nutrientes, inclusive aqueles transportados pela albumina, o que facilita o acúmulo de nab-paclitaxel no local do tumor.
Fase 3 . Passagem pelos vasos sanguíneos
Os tumores são frequentemente rodeados por vasos sanguíneos anormais, com paredes mais porosas do que os vasos normais. Essa porosidade facilita a passagem das nanopartículas de albumina com paclitaxel da corrente sanguínea para o tecido tumoral, em um processo conhecido como efeito de permeabilidade e retenção aprimorada (EPR) .
A albumina aproveita essa permeabilidade para penetrar nos vasos sanguíneos que alimentam o tumor, depositando as nanopartículas diretamente no microambiente tumoral, como se fosse um cavalo de Tróia que em vez de carregar nutrientes, carrega o paclitaxel para matá-lo.
Fase 4. Liberação de paclitaxel no tumor
Uma vez que as nanopartículas de albumina atingem o tumor, a albumina é ativamente absorvida pelas células tumorais através de um processo denominado transporte mediado por caveolina . Caveolinas são proteínas que formam “cavidades” nas membranas celulares, facilitando a absorção de moléculas grandes como a albumina.
Dentro do tumor, as nanopartículas de albumina degradam e liberam paclitaxel diretamente nas células tumorais.
Fase 5. Ação do paclitaxel nas células cancerígenas
Uma vez dentro das células cancerígenas, o paclitaxel liga-se aos microtúbulos, estruturas celulares essenciais para a divisão celular. O paclitaxel estabiliza os microtúbulos e evita sua desmontagem, o que interfere no ciclo de divisão celular. Como resultado, as células cancerígenas não conseguem se dividir e acabam morrendo.
Este mecanismo é particularmente eficaz em tumores que se dividem rapidamente, como o cancro da mama, do pulmão e do pâncreas.
Fase 6. Eliminação dos restos de células cancerígenas
Depois que o paclitaxel destrói as células tumorais, o corpo remove os restos das células mortas através do sistema imunológico e do sistema linfático.
Fase 7. Repetição
O Nab-paclitaxel é administrado em ciclos, permitindo que as células cancerosas sejam atacadas repetidamente até que o tumor diminua ou seja completamente eliminado.
O futuro da nanomedicina
O futuro da nanomedicina aponta para uma transformação radical na forma como tratamos as doenças, com avanços importantes como o uso de nanopartículas , nanomáquinas e nanotubos de carbono . Estas tecnologias permitirão o desenvolvimento de tratamentos mais precisos e personalizados que ataquem diretamente as células doentes sem danificar os tecidos saudáveis, reduzindo os efeitos secundários de terapias como a quimioterapia.
À medida que a investigação avança, a nanomedicina, alimentada por nanotubos de carbono e outras inovações, promete melhorar significativamente a qualidade e a esperança de vida, levando a medicina personalizada e de alta precisão a novos patamares.
Nanotubos de carbono
Os nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas formadas exclusivamente por átomos de carbono, organizados em um arranjo hexagonal semelhante ao de uma folha de grafeno (uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura bidimensional em favo de mel). No nível físico, esses tubos podem ter diâmetros de apenas alguns nanômetros (bilionésimos de metro), mas podem atingir comprimentos muito maiores, formando estruturas com proporção de aspecto muito elevada (comprimento muito maior que seu diâmetro).
Você pode ler mais sobre o carbono e suas propriedades em nosso artigo sobre a importância do carbono .
Os nanotubos de carbono têm grande potencial na medicina devido às suas propriedades únicas, como sua alta resistência, condutividade elétrica , superfície química adaptável , e sua capacidade de interagir em nível celular é muito alta, podendo ser úteis em uma infinidade de situações:
Liberação de medicamentos
Os nanotubos de carbono estão sendo investigados como veículos para administração direcionada de medicamentos . Sua estrutura oca permite que os medicamentos sejam encapsulados e transportados diretamente para células-alvo, como células tumorais. Devido à sua capacidade de penetrar nas membranas celulares, os nanotubos podem liberar o medicamento diretamente na célula, aumentando a eficácia do tratamento e reduzindo os efeitos colaterais.
Imagens Médicas e Diagnóstico
Os nanotubos de carbono podem melhorar as técnicas de imagem médica, como ressonância magnética (MRI) , tomografia computadorizada (TC) e imagem fluorescente . Graças à sua condutividade e à sua capacidade de gerar sinais claros em diferentes tipos de scanners, os nanotubos podem marcar células ou tecidos específicos para melhorar a detecção de doenças, incluindo o cancro. São investigados como agentes de contraste para melhorar a qualidade das imagens em exames diagnósticos, permitindo a detecção de tumores e outras anormalidades com maior precisão.
Biossensores
Os nanotubos de carbono são utilizados no desenvolvimento de biossensores altamente sensíveis que podem detectar biomoléculas específicas, como proteínas, DNA ou metabólitos, em níveis extremamente baixos. Esses sensores podem ser usados para diagnóstico precoce de doenças ou para monitorar o estado de saúde em tempo real.
Exemplo : Biossensores baseados em nanotubos de carbono foram criados para detectar marcadores tumorais no sangue ou nos tecidos, o que poderia permitir diagnósticos mais precoces e precisos de diferentes tipos de câncer.
Terapia genética
Os nanotubos de carbono estão sendo investigados como veículos para terapia genética , que envolve a entrega de material genético (como DNA ou RNA) às células para corrigir defeitos genéticos ou modificar a expressão de certos genes. Devido à sua capacidade de penetrar nas células sem serem degradados, os nanotubos de carbono podem transportar eficazmente material genético e permitir a expressão genética eficiente.
Regeneração de tecidos
Nanotubos de carbono também estão sendo investigados para uso em engenharia de tecidos , pois podem ser incorporados em estruturas para promover o crescimento celular e a regeneração de tecidos. Graças à sua estrutura e propriedades elétricas, podem influenciar a diferenciação das células-tronco e auxiliar na reparação de tecidos danificados, como tecido ósseo, nervoso ou muscular.
Exemplo : Estão sendo usados para criar implantes de regeneração óssea que promovem o crescimento celular e a integração com o tecido biológico, ou para reparar danos aos tecidos nervosos através de estimulação elétrica.
Tratamentos contra o câncer
Além de seu uso na entrega de medicamentos, os nanotubos de carbono podem ser usados em terapias fototérmicas ou fotodinâmicas para tratamento de câncer. Nessas técnicas, os nanotubos são direcionados aos tumores e, em seguida, lasers ou radiação infravermelha próxima são usados para aquecer os nanotubos, causando a destruição das células tumorais pelo calor ou a liberação de espécies reativas de oxigênio.
Em modelos experimentais, nanotubos de carbono têm sido utilizados para destruir tumores com sucesso através da irradiação laser, sem afetar o tecido saudável circundante.
Próteses e dispositivos médicos
Graças à sua resistência, leveza e condutividade, os nanotubos de carbono estão sendo incorporados ao design de próteses e outros dispositivos médicos. Eles estão sendo usados para melhorar a durabilidade e funcionalidade de próteses, bem como para criar dispositivos médicos implantáveis, como marca-passos e sensores integrados ao corpo.
Eles também estão sendo estudados para uso em stents coronários, que ajudam a manter as artérias abertas em pacientes com doenças cardíacas. Os nanotubos de carbono podem melhorar a biocompatibilidade destes dispositivos e reduzir o risco de inflamação ou rejeição.
E o artigo acabou :(
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1 comentário
Excelente articulo refleja el progresivo avance de la medicina y la mejor calidad de vida de la humanidad