Notícia
Mariana Pezzo
- Publicado em
25-02-2021
16:10
-
Atualizado em
25-02-2021
Material nanotecnológico é avanço para diagnosticar e tratar doenças
André Farias de Moura, docente do Departamento de Química (DQ) da UFSCar, é um dos autores de artigo publicado nesta quinta-feira (25/2) na Science, um dos mais importantes periódicos científicos. A publicação registra estudo realizado ao longo dos últimos sete anos, resultante em um novo material nanotecnológico que poderá ser útil à aceleração da busca por drogas para tratamento de doenças como diabetes tipo 2, câncer de pâncreas, Alzheimer e Parkinson, dentre outras. Além disso, os nanobastões de ouro modificados concretizados pelos pesquisadores poderão ser usados em testes mais precisos e baratos para diagnóstico precoce.
Nanobastões de ouro são um material bem conhecido e já utilizado na área da Saúde, por exemplo no tratamento de diferentes tipos de câncer com aplicação da chamada terapia fotodinâmica. A nova pesquisa configura um avanço no aproveitamento das propriedades ópticas deste material, pela sua combinação a peptídeos (pequenas proteínas) relacionados à formação das placas amiloides vinculadas à origem das doenças mencionadas.
O peptídeo amiloide envolvido - identificado pela sigla hIAPP - está presente no nosso corpo em condições saudáveis, mas em uma conformação diferente (como moléculas isoladas com conformação de hélice) daquela encontrada em organismos doentes (nos quais as placas se formam pela agregação desses peptídeos, aqui com conformação chamada de folha plana). O novo material desenvolvido com a participação do pesquisador brasileiro permite o desenvolvimento de instrumentos para diagnóstico precoce das doenças associadas à presença da forma alterada do peptídeo, capazes de permitir a leitura do resultado com uso de tecnologia tão simples quanto a câmera de um telefone celular.
Além disso, a interação com os nanobastões de ouro acelera a agregação entre os peptídeos e, assim, o processo de formação de fibras e das placas amiloides, resultando na possibilidade de modelos experimentais em que as drogas poderão ser testadas em intervalo de tempo muito mais curto que o necessário quando se usa modelos animais.
Toda a parte experimental da pesquisa foi desenvolvida na Universidade de Jilin (China), pelo grupo de Kun Liu, e na Universidade de Michigan (EUA), no laboratório liderado por Nicholas Kotov, colaborador de Moura desde 2012. O trabalho foi a pesquisa de doutorado de Jun Lu, da equipe de Kotov. O docente da UFSCar é responsável pela parte de simulação e modelagem computacional, feita no supercomputador Santos Dumont, com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Moura é integrante do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) vinculados à Fapesp, sediado na UFSCar.
"A demanda chegou em agosto de 2020, com a parte experimental pronta, no sentido de que sabiam o que funcionava, mas não o porquê, do ponto de vista microscópico. Este é o papel mais nobre que a simulação computacional pode ter, de preencher este tipo de lacuna, os porquês mais fundamentais", situa Moura. A partir disto, o docente da UFSCar, junto dois outros pesquisadores formados no Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ) da Universidade, trabalharam por mais quatro meses utilizando grande quantidade de recursos do Santos Dumont.
A questão, explica Moura, era entender o papel de cada um dos elementos presentes na síntese do novo material: nanobastões, peptídeos e surfactante (substância presente em sabões, xampus e produtos de limpeza). "As concentrações de todos são muito baixas quando pensamos em volume, mas, em nanomateriais, costumamos dizer que a área é mais importante que o volume, e foi este o nosso foco, entender como as moléculas se organizavam na superfície dos nanobastões", explica o pesquisador.
Esta compreensão, possibilitada pelo trabalho dos pesquisadores brasileiros, permite inclusive que a plataforma seja, no futuro, adaptada a outras doenças, como, por exemplo, a própria Covid-19, pela possibilidade de detecção da proteína spike do vírus ou de anticorpos, por exemplo. "É Ciência básica, que abre todo um leque de aplicações até mesmo para problemas sequer imaginados neste momento", conclui Moura.
O artigo com os resultados da pesquisa é intitulado "Enhancement of optical asymmetry in supramolecular chiroplasmonic assemblies with long-range order".
Confira vídeo em que André de Moura apresenta o trabalho realizado.
Nanobastões de ouro são um material bem conhecido e já utilizado na área da Saúde, por exemplo no tratamento de diferentes tipos de câncer com aplicação da chamada terapia fotodinâmica. A nova pesquisa configura um avanço no aproveitamento das propriedades ópticas deste material, pela sua combinação a peptídeos (pequenas proteínas) relacionados à formação das placas amiloides vinculadas à origem das doenças mencionadas.
O peptídeo amiloide envolvido - identificado pela sigla hIAPP - está presente no nosso corpo em condições saudáveis, mas em uma conformação diferente (como moléculas isoladas com conformação de hélice) daquela encontrada em organismos doentes (nos quais as placas se formam pela agregação desses peptídeos, aqui com conformação chamada de folha plana). O novo material desenvolvido com a participação do pesquisador brasileiro permite o desenvolvimento de instrumentos para diagnóstico precoce das doenças associadas à presença da forma alterada do peptídeo, capazes de permitir a leitura do resultado com uso de tecnologia tão simples quanto a câmera de um telefone celular.
Além disso, a interação com os nanobastões de ouro acelera a agregação entre os peptídeos e, assim, o processo de formação de fibras e das placas amiloides, resultando na possibilidade de modelos experimentais em que as drogas poderão ser testadas em intervalo de tempo muito mais curto que o necessário quando se usa modelos animais.
Toda a parte experimental da pesquisa foi desenvolvida na Universidade de Jilin (China), pelo grupo de Kun Liu, e na Universidade de Michigan (EUA), no laboratório liderado por Nicholas Kotov, colaborador de Moura desde 2012. O trabalho foi a pesquisa de doutorado de Jun Lu, da equipe de Kotov. O docente da UFSCar é responsável pela parte de simulação e modelagem computacional, feita no supercomputador Santos Dumont, com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Moura é integrante do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) vinculados à Fapesp, sediado na UFSCar.
"A demanda chegou em agosto de 2020, com a parte experimental pronta, no sentido de que sabiam o que funcionava, mas não o porquê, do ponto de vista microscópico. Este é o papel mais nobre que a simulação computacional pode ter, de preencher este tipo de lacuna, os porquês mais fundamentais", situa Moura. A partir disto, o docente da UFSCar, junto dois outros pesquisadores formados no Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ) da Universidade, trabalharam por mais quatro meses utilizando grande quantidade de recursos do Santos Dumont.
A questão, explica Moura, era entender o papel de cada um dos elementos presentes na síntese do novo material: nanobastões, peptídeos e surfactante (substância presente em sabões, xampus e produtos de limpeza). "As concentrações de todos são muito baixas quando pensamos em volume, mas, em nanomateriais, costumamos dizer que a área é mais importante que o volume, e foi este o nosso foco, entender como as moléculas se organizavam na superfície dos nanobastões", explica o pesquisador.
Esta compreensão, possibilitada pelo trabalho dos pesquisadores brasileiros, permite inclusive que a plataforma seja, no futuro, adaptada a outras doenças, como, por exemplo, a própria Covid-19, pela possibilidade de detecção da proteína spike do vírus ou de anticorpos, por exemplo. "É Ciência básica, que abre todo um leque de aplicações até mesmo para problemas sequer imaginados neste momento", conclui Moura.
O artigo com os resultados da pesquisa é intitulado "Enhancement of optical asymmetry in supramolecular chiroplasmonic assemblies with long-range order".
Confira vídeo em que André de Moura apresenta o trabalho realizado.