Notícia
Fabricio Mazocco
- Publicado em
20-04-2018
13:00
Nanopartículas atacam bactérias e células cancerígenas
Combater as células cancerígenas sem atacar as células saudáveis. Este é um objetivo que cientistas buscam sem ainda obter resultados satisfatórios. Entretanto, um estudo conduzido pelo Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) da Fapesp e sediado na UFSCar, em parceria com outras universidades, chegou a resultados promissores não só no combate ao câncer, mas também contra bactérias.
Pesquisas já indicavam que semicondutores formados por nanopartículas de prata (Ag), formando então o tungstato de prata (Ag2WO4), atuavam como bactericidas, sendo que o tungstênio (W) atrai os agentes bacterianos e a prata neutraliza-os. Para isso, faz-se necessário "crescer" a prata. Entretanto, a capacidade de crescer e controlar sua estrutura molecular tem sido limitada à Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), processamento difícil de ser realizado, principalmente pelo alto custo.
Para driblar essa barreira, pesquisadores do CDMF procuraram um outro caminho, até então nunca utilizado em uma reação: usar fóton (luz), por meio de laser, para o crescimento da prata em femtosegundos, ou seja, um quadrilionésimo de segundo. "As matérias sempre estão em constante movimento, porém, em femtosegundos elas estão paralisadas. Então, por meio de irradiação de elétrons, cresceram clusters de prata metálica, ou seja, ilhas de prata com tamanho menor que um nanômetro", explicou Elson Longo, coordenador do CDMF e um dos autores do artigo.
O que os pesquisadores constataram é que quando o material sofre uma influência de laser mais alta, um grande número de elétrons é retirado da superfície do material, formando assim uma nuvem eletrônica. Esse efeito faz com que os íons restantes deixem a superfície por atração eletromagnética ou por colisões inelásticas. A nuvem formada por elétrons, íons e algumas outras espécies constitui um plasma conhecido como pluma de plasma, cuja vida útil é da ordem de nanosegundos. Após a pluma de plasma se extinguir, o excesso de energia é liberado para o meio e para a superfície da amostra.
Um dos objetivos dos pesquisadores foi o de aumentar a produção da montagem sob condições não especiais e ao mesmo tempo fazer com que a metodologia forneça versatilidade suficiente para ser extensível a uma ampla gama de materiais. Assim, a irradiação ultracurta do laser sobre a amostra no ar pode representar uma alternativa, pois pode ser facilmente integrada em um processo de produção.
Com o sucesso desse tipo de processamento, os pesquisadores partiram para outro objetivo: avaliar a capacidade bactericida desse composto. Testes realizados por especialistas da área de Biologia indicaram que o novo composto possui ação bactericida 32 vezes maior quando comparado ao tungstato de prata em condições normais. E mais: outros testes demonstraram que o composto obtido, além do efeito bactericida, mata células cancerígenas da bexiga, sem atacar as células boas. O próximo passo é avaliar o efeito do composto contra o câncer em outros órgãos.
O artigo que trata do novo composto e seu efeito bactericida intitulado "Towards the scale-up of the formation of nanoparticles on ?-Ag2WO4 with bactericidal properties by femtosecond laser irradiation" foi publicado na revista Scientific Reports, da Nature, em 30 de janeiro de 2018. Além de Longo, assinam o artigo Marcelo Assis, Regiane Oliveira e Edson R. Leite, do CDMF-UFSCar; Camila C. Foggi e Carlos E. Vergani, da Unesp, campus de Araraquara; Eloisa Cordoncillo, Héctor Beltrán-Mir, Gladys Mínguez-Vega e Juan Andrés, da Universidade Jaime I, na Espanha; e Rafael Torres-Mendieta, da Universidade de Liberec, na República Tcheca.
Pesquisas já indicavam que semicondutores formados por nanopartículas de prata (Ag), formando então o tungstato de prata (Ag2WO4), atuavam como bactericidas, sendo que o tungstênio (W) atrai os agentes bacterianos e a prata neutraliza-os. Para isso, faz-se necessário "crescer" a prata. Entretanto, a capacidade de crescer e controlar sua estrutura molecular tem sido limitada à Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), processamento difícil de ser realizado, principalmente pelo alto custo.
Para driblar essa barreira, pesquisadores do CDMF procuraram um outro caminho, até então nunca utilizado em uma reação: usar fóton (luz), por meio de laser, para o crescimento da prata em femtosegundos, ou seja, um quadrilionésimo de segundo. "As matérias sempre estão em constante movimento, porém, em femtosegundos elas estão paralisadas. Então, por meio de irradiação de elétrons, cresceram clusters de prata metálica, ou seja, ilhas de prata com tamanho menor que um nanômetro", explicou Elson Longo, coordenador do CDMF e um dos autores do artigo.
O que os pesquisadores constataram é que quando o material sofre uma influência de laser mais alta, um grande número de elétrons é retirado da superfície do material, formando assim uma nuvem eletrônica. Esse efeito faz com que os íons restantes deixem a superfície por atração eletromagnética ou por colisões inelásticas. A nuvem formada por elétrons, íons e algumas outras espécies constitui um plasma conhecido como pluma de plasma, cuja vida útil é da ordem de nanosegundos. Após a pluma de plasma se extinguir, o excesso de energia é liberado para o meio e para a superfície da amostra.
Um dos objetivos dos pesquisadores foi o de aumentar a produção da montagem sob condições não especiais e ao mesmo tempo fazer com que a metodologia forneça versatilidade suficiente para ser extensível a uma ampla gama de materiais. Assim, a irradiação ultracurta do laser sobre a amostra no ar pode representar uma alternativa, pois pode ser facilmente integrada em um processo de produção.
Com o sucesso desse tipo de processamento, os pesquisadores partiram para outro objetivo: avaliar a capacidade bactericida desse composto. Testes realizados por especialistas da área de Biologia indicaram que o novo composto possui ação bactericida 32 vezes maior quando comparado ao tungstato de prata em condições normais. E mais: outros testes demonstraram que o composto obtido, além do efeito bactericida, mata células cancerígenas da bexiga, sem atacar as células boas. O próximo passo é avaliar o efeito do composto contra o câncer em outros órgãos.
O artigo que trata do novo composto e seu efeito bactericida intitulado "Towards the scale-up of the formation of nanoparticles on ?-Ag2WO4 with bactericidal properties by femtosecond laser irradiation" foi publicado na revista Scientific Reports, da Nature, em 30 de janeiro de 2018. Além de Longo, assinam o artigo Marcelo Assis, Regiane Oliveira e Edson R. Leite, do CDMF-UFSCar; Camila C. Foggi e Carlos E. Vergani, da Unesp, campus de Araraquara; Eloisa Cordoncillo, Héctor Beltrán-Mir, Gladys Mínguez-Vega e Juan Andrés, da Universidade Jaime I, na Espanha; e Rafael Torres-Mendieta, da Universidade de Liberec, na República Tcheca.