p (PhysOrg.com) - Uma das promessas da nanomedicina é o design de minúsculas partículas que podem se alojar nas células doentes e entrar nelas. As nanopartículas podem transportar drogas para as células e marcar células para ressonância magnética e outros testes de diagnóstico; e podem, eventualmente, até entrar no núcleo de uma célula para reparar genes danificados. Infelizmente, projetá-los envolve tanta sorte quanto engenharia. p "Tudo na nanomedicina agora é imprevisível no que diz respeito ao destino biológico das nanopartículas, "disse a pesquisadora de bioengenharia da Rice University, Jennifer West." Não há uma compreensão sistemática de como projetar uma partícula para atingir um certo objetivo em termos de onde ela vai em uma célula ou se até mesmo vai para uma célula. "
p O laboratório de West e outros 11 no Texas Medical Center - incluindo três da Rice's BioScience Research Collaborative - esperam mudar isso, graças a um subsídio Grand Opportunity (GO) de US $ 3 milhões do National Institutes of Health. O NIH estabeleceu o programa de subsídios GO com financiamento do American Recovery and Reinvestment Act (ARRA).
p Um problema que os cientistas enfrentam hoje é que as nanopartículas vêm em muitos formatos e tamanhos e podem ser feitas de materiais muito diferentes. Algumas nanopartículas são esféricas. Outros são longos e finos. Alguns são feitos de plástico biodegradável e outros de ouro, carbono ou metais semicondutores. E às vezes o tamanho - em vez da forma ou do material - é muito importante.
p West demonstra isso usando um vídeo em seu computador que foi criado pela investigadora da bolsa Rice GO, Junghae Suh. O filme foi criado tirando uma imagem com um microscópio a cada poucos segundos. No vídeo, dezenas de partículas se movem dentro de uma célula. Metade das partículas são marcadas com um corante fluorescente vermelho e se movem muito lentamente. O resto é verde e voa de um lugar para outro.
p "São feitos do mesmo material e têm a mesma química, "disse West, Isabel C. Cameron, professora de Rice e chefe do departamento de Bioengenharia. "Eles são apenas tamanhos diferentes. No entanto, você pode ver as profundas diferenças em como eles se movem na célula. À medida que começamos a explorar mais a gama de tamanhos e na alteração da química das partículas, achamos que provavelmente veremos impactos ainda maiores sobre onde as coisas vão dentro da célula. "
p A tarefa de determinar se esse é o caso recai sobre Suh, professor assistente de bioengenharia na Rice. Ao contrário de outros estudos na área, que dependem de instantâneos de células mortas, O método de Suh permite aos pesquisadores rastrear partículas únicas em células vivas. Seu laboratório usará o método em comparações lado a lado de partículas fornecidas pelos outros 11 laboratórios do estudo.
p Em tudo, oito classes de nanopartículas serão estudadas. Isso inclui longo, tubos finos de carbono puro chamados fulerenos, minúsculas partículas de semicondutores chamadas pontos quânticos, hastes e esferas de ouro puro, bem como nanoconchas - nanopartículas inventadas na Rice que consistem em um núcleo de vidro coberto por uma fina casca de ouro. Além disso, O laboratório de Suh examinará partículas orgânicas feitas de polietilenoglicol e quitosana.
p "Usaremos um método chamado rastreamento de partícula única para capturar a dinâmica do movimento das nanopartículas em células vivas, "Suh disse." Usando microscopia confocal, primeiro criamos filmes das partículas à medida que elas transitam pelas células. Então, usamos software de processamento de imagem para extrair informações sobre a velocidade com que se movem, por quais regiões eles são atraídos, etc. Comparando o movimento e o destino das várias nanopartículas projetadas pelos vários laboratórios de pesquisa, esperamos identificar correlações entre as propriedades físico-químicas de uma nanopartícula e seu comportamento intracelular. "
p No final do estudo de dois anos, a equipe espera ter um banco de dados que mapeie a resposta esperada de partículas de um determinado tamanho, tipo e química. Em última análise, a esperança é fornecer aos pesquisadores uma ferramenta que ajude a prever como uma partícula específica provavelmente se comportará. Este, por sua vez, poderia ajudar os pesquisadores a acelerar o desenvolvimento de novos tratamentos para doenças.
p "Queremos entender para onde vão as partículas dentro da célula, com quais organelas eles se associam, se eles se associam ou não com qualquer uma das estruturas do citoesqueleto e como se movem dentro da célula, "Suh disse." Para diferentes aplicações, você vai querer que suas partículas vão para lugares diferentes. Precisamos saber para onde eles vão e como se comportam para que possamos projetar a partícula certa para um trabalho específico. "
p "Estamos entusiasmados com a oportunidade de realmente unir forças para estudar isso, "Suh disse." É exatamente o tipo de problema que requer o tipo de apoio que o NIH está fornecendo com o financiamento do ARRA. É um problema que realmente requer um trabalho multidisciplinar, abordagem interinstitucional. ”
p Os outros investigadores principais do projeto incluem Rebekah Drezek e Lon Wilson, ambos de arroz; Mauro Ferrari, Paolo Decuzzi, David Gorenstein, Jim Klostergaard, Chun Li, Gabriel Lopez-Berestein e Anil Sood, todos do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas em Houston; e Wah Chiu, do Baylor College of Medicine.
p O financiamento do subsídio GO é fornecido pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais do NIH. O NIH estabeleceu o programa de subsídios GO para apoiar projetos que abordam grandes, esforços de pesquisa específicos que são susceptíveis de gerar crescimento de curto prazo e investimento em pesquisa e desenvolvimento biomédico, saúde pública e prestação de cuidados de saúde.
p Fornecido pela Rice University
