Pesquisadores da UENF desenvolvem nanopartículas magnéticas para tratamento de tumores com resultados promissores
Uma tecnologia inovadora usada na Alemanha para o tratamento do câncer vem sendo aperfeiçoada por cientistas da UENF, com resultados muito promissores: a hipertermia magnética. O trabalho consiste em criar em laboratório materiais magnéticos com propriedades ajustadas para produzir um aquecimento mais controlado e ainda estender o seu uso para outras doenças, como a leishmaniose.
A hipertermia magnética baseia-se no uso da nanotecnologia para combater tumores cancerígenos. Um fluido contendo nanopartículas magnéticas é injetado diretamente na área afetada pelo tumor, enquanto o paciente é submetido a um campo magnético alternado. Em resposta ao campo, as nanopartículas dissipam energia na forma de calor, promovendo o aquecimento localizado da região tumoral.
Enquanto a magnetita é um dos materiais empregados em sistemas de hipertermia magnética, os cientistas da UENF desenvolvem nanopartículas sintéticas em laboratório cujas propriedades são ajustadas para produzir aquecimento dentro da faixa de temperatura desejada para o tratamento. Segundo o professor Pablo Bernardo, do Laboratório de Ciências Físicas da UENF (LCFIS), que coordena as pesquisas, isso diminui os riscos do tratamento em relação aos materiais hoje usados no exterior.
A pesquisa é conduzida em parceria com os professores Sérgio Seabra, do Laboratório de Biologia Celular e Tecidual da UENF (LBCT) e Jefferson Rodrigues de Souza, do Laboratório de Ciências Químicas da UENF (LCQUI). Juntos, eles formam o Grupo Interdisciplinar de Nanotecnologia Aplicada às Biotecnologias (GINAB).
Como funciona o tratamento
Ao serem expostas a um campo magnético alternado, tipicamente na faixa de centenas de kHz, as nanopartículas magnéticas acumuladas na região do tumor dissipam energia por diferentes mecanismos. Essa dissipação converte energia magnética em calor, elevando localmente a temperatura do tecido tumoral. Quando cuidadosamente controlado, esse aquecimento pode danificar ou destruir as células cancerígenas, ao mesmo tempo que minimiza os efeitos térmicos sobre os tecidos saudáveis ao redor.
— A faixa que buscamos para a hipertermia está aproximadamente entre 41 e 45 graus. Como o aquecimento é localizado, o objetivo é concentrar o efeito térmico na região tumoral. Se controlamos as propriedades do material e as condições do campo magnético, conseguimos controlar melhor o aquecimento produzido — explica o pesquisador.
É justamente nesse ponto que a magnetita apresenta uma limitação para as condições investigadas pelo grupo: em testes realizados pelo MagNano — grupo de pesquisa liderado pelo professor Pablo —, a temperatura do líquido contendo magnetita pura ultrapassou, nas condições experimentais utilizadas, a faixa de temperatura desejada para a hipertermia, podendo aumentar o risco de danos também às células saudáveis.
— A gente começou a sintetizar nanomateriais que possam cair exatamente na faixa de terapia segura. A ideia é que a gente consiga manter um tratamento longo e com aquela temperatura ideal, sem risco de aquecimento excessivo — diz Pablo, que não revela a composição exata do material, ainda em fase de testes.
Um dos desafios no uso de nanopartículas magnéticas é sua tendência à aglomeração. Por isso, os cientistas utilizam estratégias de revestimento e estabilização das partículas com materiais biocompatíveis, buscando evitar a formação de agregados e permitir sua utilização em sistemas biológicos. Segundo o pesquisador, a proposta não é substituir a quimioterapia, mas oferecer um tratamento complementar e localizado, com potencial para reduzir efeitos colaterais sistêmicos associados às terapias convencionais.
— A ideia não é abandonar a quimioterapia. A hipertermia pode atuar como um tratamento complementar. Se conseguirmos reduzir o tumor de forma localizada, existe a possibilidade de associar essa abordagem às terapias convencionais, sempre de acordo com a avaliação médica — afirma.
Testes já mostraram resultado positivo em células; próximo passo são os animais
Segundo Pablo, as pesquisas com os nanomateriais foram possíveis graças à aquisição de equipamentos como o magnetômetro VersaLab, da Quantum Design, e o difratômetro de raios X, da Malvern Panalytical, adquiridos com recursos da Universidade e com a intermediação do Setor de Importação da UENF (SETIMP). Além disso, a manutenção dos equipamentos conta com o suporte do Programa de Apoio à Pesquisa, Inovação e Cultura (PAPIC), iniciativa da Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da UENF (ProPPG), que tem como objetivo impulsionar o avanço científico e tecnológico na Universidade.
Testes in vitro, em células cancerígenas, tiveram resultados promissores. Mas, para que a pesquisa possa avançar em organismos — inicialmente ratos —, é necessária a aquisição do equipamento MagneTherm da NanoTherics que está custando cerca de 100 mil dólares. Se tudo der certo, a tecnologia será levada a animais atendidos no Hospital Veterinário da UENF e, futuramente — com o aval da Anvisa — a seres humanos.
Pablo destaca que os estudos em modelos animais são fundamentais para avaliar o comportamento das nanopartículas em um organismo vivo. Ele observa que o comportamento do material dentro de um organismo vivo é diferente do observado em células isoladas, o que torna os testes em animais indispensáveis.
A mesma tecnologia, segundo o professor, vem sendo estudada para o tratamento da leishmaniose cutânea, doença causada por um protozoário do gênero Leishmania e caracterizada principalmente por lesões na pele. Na avaliação de Pablo, a localização superficial das lesões pode facilitar a aplicação localizada da hipertermia magnética.
Tecnologia se baseia no fenômeno ‘superparamagnetismo’
O pesquisador explica que a nanotecnologia trabalha com materiais e estruturas em dimensões extremamente pequenas, frequentemente entre 1 e 100 nanômetros. Nessa escala, determinados materiais podem apresentar propriedades físicas diferentes daquelas observadas em dimensões macroscópicas. Entre os fenômenos de interesse para o grupo MagNano está o superparamagnetismo.
— Nessa faixa de dimensão é que acontecem vários fenômenos muito interessantes. Em uma escala maior, a gente já não tem mais esses efeitos — explica Pablo.
Segundo o professor, materiais magnéticos apresentam momentos magnéticos associados aos seus átomos. Ferro, cobalto e níquel são exemplos de elementos que podem apresentar forte comportamento magnético e são amplamente utilizados na fabricação de materiais magnéticos.
Em determinadas condições de tamanho e temperatura, uma nanopartícula magnética pode se comportar como um monodomínio magnético, apresentando um momento magnético resultante. O superparamagnetismo surge da competição entre a tendência do momento magnético de permanecer orientado em determinadas direções preferenciais e a energia térmica, que favorece sua reorientação.
Um conjunto dessas nanopartículas pode apresentar um comportamento de magnetização qualitativamente semelhante ao de um material paramagnético. A diferença é que, enquanto no paramagnetismo convencional a resposta está associada a momentos magnéticos atômicos, no superparamagnetismo cada nanopartícula pode apresentar um momento magnético resultante muito maior.
Nanopartículas magnéticas para limpar derramamentos de óleo
Além da aplicação biomédica, o grupo MagNano desenvolve outra linha de pesquisa com as mesmas nanopartículas: a limpeza de água contaminada por óleo. O trabalho, iniciado como um TCC e hoje conduzido em nível de mestrado, consiste em criar um óleo magnético capaz de se misturar ao óleo comum e, em seguida, ser removido da água com o auxílio de um ímã.
— A gente criou um óleo magnético, e aí, com um ímã, a gente consegue limpar a água e tirar o óleo dela. Isso pode ser usado nos derramamentos de petróleo — diz Pablo.
Estas pesquisas — assim como outras na área de nanotecnologia — serão apresentadas durante I Workshop Interdisciplinar de Nanotecnologia e Inovação, que será realizado de 5 a 7/10/26, no Centro de Convenções da UENF, organizado pelo GINAB/UENF. (Saiba mais AQUI)
Segundo Pablo, a compra dos equipamentos foi fundamental para o avanço das pesquisas, que tiveram início em 2020, quando ingressou como professor da UENF.
— Tudo o que a gente está fazendo hoje eu tenho que agradecer à verba disponibilizada pela Reitoria, através do PAPIC, porque, sem isso, a gente teria feito metade do que faz hoje — afirma.
(Jornalista: Fúlvia D’Alessandri – Fotos: Clara Freitas – ASCOM / UENF)
