p Químicos da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) desenvolveram uma técnica que reduz os efeitos tóxicos dos cigarros comercialmente disponíveis. Apesar de a Organização Mundial da Saúde (OMS) estimar que cerca de 6 milhões de pessoas morrem todos os anos em consequência do consumo de tabaco, o número de fumantes em todo o mundo está aumentando. O número de mortes relacionadas ao tabaco é equivalente à taxa de mortalidade que ocorreria se um avião de passageiros caísse a cada hora. De acordo com dados publicados pelo Serviço Estatístico Federal Alemão, a indústria do tabaco gerou um volume de negócios de cerca de 20,5 bilhões de EUR em 2016, somente com a venda de cigarros na Alemanha. p A fumaça do tabaco contém quase 12, 000 constituintes diferentes. Entre eles estão substâncias narcotóxicas, como nicotina, toxinas do sangue, como cianeto e monóxido de carbono, para não mencionar os vários agentes cancerígenos. Entre estes estão os radicais livres de oxigênio, também conhecido como espécies reativas de oxigênio. Mais de 10 quatrilhões (1016) dessas moléculas são inaladas com cada tragada em um cigarro. A equipe baseada em Mainz chefiada pelo professor Wolfgang Tremel descobriu como reduzir significativamente os níveis desses radicais livres de oxigênio e, assim, reduzir significativamente a toxicidade da fumaça do cigarro. Esse desenvolvimento poderia ajudar não apenas a tornar o consumo de produtos à base de tabaco um pouco menos perigoso, mas também poderia ser estendido a outras áreas nas quais os radicais reativos de oxigênio são um problema.

p Os pesquisadores tiraram a ideia subjacente do conceito de enzimas naturais. Na presença de uma concentração aumentada de espécies reativas de oxigênio como resultado de, por exemplo, disfunção enzimática, A radiação ultravioleta ou a inalação da fumaça do tabaco, Pode ocorrer divisão celular descontrolada e dano oxidativo celular. A natureza regula a concentração de radicais por meio de enzimas antioxidantes como a superóxido dismutase (SOD), que desempenha um papel central na prevenção de processos patológicos, incluindo tumor e crescimento de câncer, doenças inflamatórias, e derrame. A enzima que ocorre naturalmente utiliza metais como cobre-zinco, níquel, ferro, e o manganês como centros reativos que fazem com que os radicais de oxigênio se decomponham para que o organismo seja protegido de seu comportamento reativo agressivo.

p Hoje é possível produzir ou isolar enzimas como SOD, mas o processo vem acompanhado de altos custos. Contudo, sua fraca estabilidade na exposição a altas temperaturas e valores de pH não fisiológicos complica as coisas. Com enzimas naturais em mente, pesquisadores da área de biomimética buscam maneiras de imitar reações biológicas naturais com a ajuda de compostos sintéticos. O químico Karsten Korschelt e a química alimentar Dra. Carmen Metzger investigaram nanopartículas de hidróxido de cobre funcionalizadas com aminoácidos como potenciais análogos sintéticos da SOD cuprífera. Eles descobriram que as partículas estavam associadas a uma taxa mais alta de atividade catalítica em termos de decomposição de radicais de oxigênio do que a própria enzima. "Em princípio, isso não é uma surpresa, pois todos os átomos de cobre na superfície da partícula podem ter um efeito catalítico, ainda a enzima tem apenas um centro ativo, "disse o professor Wolfgang Tremel. Em contraste com as enzimas naturais, nanopartículas de hidróxido de cobre funcionalizadas são muito estáveis ​​e de produção barata.

p Do laboratório para a vida cotidiana

p Embora as reações enzimáticas naturais possam ser imitadas com a ajuda de nanopartículas, ainda existem apenas alguns aplicativos baseados no princípio. As próprias nanopartículas são usadas em cosméticos, por exemplo, e como nano selantes em tintas e têxteis. Estamos tão amplamente expostos aos radicais livres no dia-a-dia que sua presença é frequentemente ignorada por completo. Mas em gases de escapamento e fumaça de cigarro, eles representam uma grande ameaça à saúde. A equipe de químicos em Mainz está, portanto, colaborando com o grupo liderado pelo Professor Jürgen Brieger do Centro Médico da Universidade de Mainz, a fim de determinar se é possível integrar nanopartículas de hidróxido de cobre funcionalizadas em filtros de cigarro e, assim, reduzir os níveis de radicais livres na fumaça, portanto, proporcionando aos fumantes maior proteção contra seu potencial tóxico.

p Os testes de citotoxicidade mostraram que os extratos da fumaça do cigarro nas concentrações examinadas não têm mais efeito tóxico nas células humanas após passarem por filtros de cigarro contendo nanopartículas, ao passo que houve aumento da toxicidade no caso de controles nos quais foram empregados filtros não tratados. “Isso demonstra o efeito positivo das partículas quando utilizadas em filtros de cigarro e sua estabilidade durante o processo de fumagem, "enfatizou Karsten Korschelt. Os pesquisadores em Mainz puderam, assim, demonstrar que a imitação de mecanismos naturais de defesa com a ajuda de nanopartículas é possível e que uma redução nos efeitos tóxicos de vários tipos de fumaça pode ser alcançada.

p Os métodos e análises empregados foram desenvolvidos e implementados em cooperação com o Centro Médico da Universidade de Johannes Gutenberg University Mainz. O relatório sobre o seu trabalho foi publicado na revista científica Nanoescala .