O calor pode ser a chave para matar certos tipos de câncer, e uma nova pesquisa de uma equipe que inclui cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) produziu resultados inesperados que devem ajudar a otimizar o projeto de nanopartículas magnéticas que podem ser usadas para fornecer calor diretamente a tumores cancerosos.

Quando combinado com outros tratamentos, como radioterapia ou quimioterapia, o calor aplicado diretamente aos tumores ajuda a aumentar a eficácia desses tipos de tratamentos, e reduz a dose necessária de produtos químicos ou radiação.

É aqui que entram as nanopartículas magnéticas. Essas bolas de óxido de ferro, apenas algumas dezenas de nanômetros de diâmetro, aquecer quando exposto a um poderoso campo magnético. Seu objetivo é levar calor diretamente para os tumores. Pesquisa de materiais, realizado em parte no NIST Center for Neutron Research (NCNR), revelou um comportamento magnético que se mostrou contra-intuitivo para a equipe científica - uma descoberta que afetará quais partículas são escolhidas para um determinado tratamento.

Escolher o tipo certo de partículas é importante porque, dependendo de sua estrutura, eles entregam uma dose diferente de calor ao câncer. Alguns esquentam rapidamente no início, enquanto outros requerem um campo magnético mais forte para funcionar, mas no final fornecem mais calor.

"Você quer projetar suas nanopartículas para o tipo de câncer que está tratando - seja ele localizado ou espalhado pelo corpo, "diz Cindi Dennis do NIST." A quantidade de eletricidade necessária para criar o campo pode ser de 100 quilowatts ou mais. Isso custa muito dinheiro, por isso, queremos ajudar a projetar partículas que farão o melhor trabalho. "

Embora o campo magnético aplicado para hipertermia seja de 100 para 1, 000 vezes mais fraco do que o normalmente usado para imagens de ressonância magnética, Dennis explica, é um campo alternado (a polaridade magnética muda rapidamente), o que requer muito mais energia.

Com colegas da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, a Universidade de Manitoba e na indústria, a equipe estudou dois tipos de nanopartículas de óxido de ferro, cada um dos quais tem uma estrutura interna diferente. Em um, cristais de óxido de ferro são empilhados ordenadamente, como tijolos em uma parede; no outro, o arranjo é mais aleatório, como bolas em um cercadinho. Ao submeter os dois tipos a um campo magnético alternado, a equipe descobriu que os empilhados ordenadamente precisavam de um campo mais forte do que o esperado para aquecer, enquanto as partículas aleatórias esquentaram mais rapidamente, mesmo quando o campo ainda estava fraco.

Foi preciso ir ao NCNR para descobrir por que essas nanopartículas agiam de maneira estranha. Os experimentos com nêutrons mostraram regiões de diferentes tamanhos e formas nas partículas. Dentro de cada região, os chamados momentos magnéticos são uniformes e apontam na mesma direção. Mas as próprias regiões não se alinhavam. Este comportamento inesperado entre regiões, acontece que, afeta profundamente a resposta das nanopartículas a um campo magnético. "

Os materiais muitas vezes se comportam de forma inesperada em nanoescala, e aqui temos outro exemplo disso, "Dennis diz." Esperamos que ajude a projetar melhores tratamentos para o câncer. Um câncer localizado poderia ser tratado com nanopartículas que liberam muito calor imediatamente porque o campo pode ser focado em uma pequena região. "