p Veículos minúsculos até 1, 000 vezes menor do que a largura de um cabelo humano coberto por uma camuflagem biológica pode fornecer novas maneiras de tratar o câncer com menos efeitos colaterais. p Ao longo de bilhões de anos, a natureza aperfeiçoou maneiras engenhosas para as células biológicas se moverem em seu ambiente e transportar inofensivamente pacotes de produtos químicos entre si.

p Agora os cientistas estão imitando alguns desses processos para criar novas 'nanomáquinas' que podem eventualmente ajudar a tratar doenças como leucemia e outros tipos de câncer.

p Uma abordagem se inspira na história do cerco de Tróia, quando os gregos esconderam seus guerreiros dentro de um gigante cavalo de madeira para entrar na cidade.

p Professora Valentina Cauda, um engenheiro químico no Politecnico di Torino, na Itália, está liderando um projeto para criar cristais nanométricos de óxido de zinco que podem matar células cancerosas por dentro. Por si só os cristais, que têm cerca de 20 nanômetros de tamanho - cerca de 6, 000 vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano - pode ser tóxico para as células saudáveis ​​do corpo e pode desencadear uma reação imunológica que as impede de chegar ao tumor.

p Mas a professora Cauda e seus colegas no projeto TrojaNanoHorse desenvolveram uma concha ao redor dos cristais para que eles possam deslizar para além das defesas do corpo e dentro das células cancerosas.

p “A ideia é iludir o sistema imunológico e iludir a barreira da membrana celular graças ao invólucro biomimético, "diz o Prof Cauda." Na analogia do cavalo de Tróia, a célula (cancerosa) pode ser a cidade de Tróia. "

p Gordinho

p As pequenas conchas, que estão entre 100-200 nm ou 1, 000 vezes menor que um cabelo humano, são feitos de moléculas gordurosas chamadas lipídios que formam a membrana externa de quase todas as células vivas. Na natureza, pequenas gotículas feitas desses lipídios - conhecidas como vesículas - brotam constantemente da superfície de nossas células com mensagens químicas ou materiais indesejados em seu interior, para que possam ser transportadas com segurança para outras partes do corpo.

p A professora Cauda e sua equipe tentaram copiar isso revestindo seus nanocristais em vesículas produzidas por células cultivadas em laboratório, para que também possam passar sem causar danos pelo corpo. A superfície das vesículas também pode ser preenchida com anticorpos contra células cancerosas específicas, ajudando-os a aprimorar apenas as células que desejam matar.

p Uma vez que uma vesícula encontra uma célula cancerosa, seus anticorpos se ligam à superfície, permitindo que os lipídios se fundam com a célula e liberando o nanocristal tóxico interno. E ao crescer nanoconchas a partir de células retiradas do próprio corpo de um paciente, O prof. Cauda acredita que será possível criar tratamentos personalizados que podem escapar do sistema imunológico e, ao mesmo tempo, matar as células cancerosas.

p A equipe já testou a abordagem nanoconcha contra células de leucemia e câncer cervical em laboratório. Embora eles esperem poder realizar testes em humanos no futuro, O Prof. Cauda avisou que ainda podem levar muitos anos antes que eles atinjam esse estágio.

p Benefícios

p Se for bem sucedido, Contudo, esta abordagem da nanomedicina pode trazer benefícios em comparação com os tratamentos tradicionais de quimioterapia, visando apenas células tumorais, deixando o tecido saudável inalterado e reduzindo assim os efeitos colaterais.

p "A abordagem da nanomedicina pode oferecer um tratamento local seletivo e personalizado para o paciente, "disse o Prof. Cauda.

p Esta abordagem, Contudo, ainda depende em grande parte das nanoconchas acertando as células cancerosas à medida que circulam na corrente sanguínea do paciente para que possam se fixar a elas.

p Outra equipe de pesquisadores está trabalhando em nano e micro-máquinas que podem ativamente ser capazes de melhorar isso, levando os tratamentos até o local do corpo onde são necessários.

p Dra. Larisa Florea, um cientista de materiais no Trinity College Dublin na Irlanda, está liderando um projeto chamado ChemLife para criar veículos em miniatura que podem se mover sozinhos em um líquido.

p Quimiotaxia

p A equipe está tentando emular uma forma de movimento conhecida como quimiotaxia, que é empregado por alguns microrganismos básicos e permite que eles se movam através de soluções de baixa salinidade para alta salinidade, ou de soluções ácidas a alcalinas, por exemplo.

p Outras equipes de pesquisa nos Estados Unidos mostraram anteriormente que gotículas artificiais podem ser navegadas com muita precisão por labirintos complexos com essa abordagem. A Dra. Florea e seus colegas procuraram estender isso usando luz para controlar o movimento das gotículas.

p Eles criaram gotículas semelhantes a vesículas que emparelham moléculas sensíveis à luz com compostos conhecidos como surfactantes. Os surfactantes são comumente encontrados em detergentes, mas também são comumente encontrados em muitos sistemas biológicos.

p Quando exposto à luz, as moléculas 'fotossensíveis' reagem mudando sua forma, alterando a tensão superficial em cada lado da gota. Isso faz com que as moléculas na gota fluam de um lado para o outro, levando-o para frente, um pouco como o piso de um tanque.

p A equipe mostrou que pode direcionar as gotas com precisão através de espaços tridimensionais e atingir velocidades de até 10,4 mm por segundo (0,02 mph).

p “Se você comparar a velocidade do movimento com o tamanho dessas microgotículas, eles são mais rápidos, libra por libra, do que alguns dos melhores nadadores do mundo, "disse a Dra. Florea.

p Eles também foram capazes de demonstrar que seus veículos em forma de gota podem transportar carga, entregando-o a outras gotículas para desencadear uma reação química. Isso aumenta a esperança de que métodos semelhantes possam ser usados ​​para administrar medicamentos ou outros tipos de tratamentos a células específicas do corpo.

p Embora possa ser difícil usar luz para navegar uma gota portadora de drogas pelo corpo, A Dra. Florea e seus colegas também exploraram o uso de correntes elétricas moderadas.

p Impulsionar

p A equipe também tem desenvolvido micro-máquinas mais complexas que podem nadar ou rastejar em líquidos como bactérias minúsculas. Usando técnicas de impressão 3D altamente precisas, eles foram capazes de criar estruturas de hidrogel em torno de alguns micrômetros de tamanho que podem se contrair e expandir para impulsionar uma estrutura para frente.

p "Temos feito pequenas estruturas parecidas com flores, por exemplo, que pode abrir e fechar em resposta a diferentes estímulos, "ela disse." Por exemplo, pode abrir em um certo pH e fechar em outro. "

p Isso ocorre porque os hidrogéis se expandem absorvendo água e se contraem expelindo-a de acordo com o pH da solução circundante. Dr. Florea disse que eles esperam controlar também o movimento dos hidrogéis com mudanças na temperatura ou pulsos de luz.

p A equipe ChemLife está usando esses hidrogéis para criar estruturas com minúsculos flagelos rotativos - minúsculos apêndices em forma de cauda que algumas bactérias usam para se propelirem. Eles também estão criando estruturas semelhantes a vermes do mesmo tipo de hidrogéis que podem rastejar ao longo de superfícies ou através de líquidos.

p "O objetivo final é fazer com que esses micro-veículos realizem ações como entrega de drogas ou detecção (química), "disse o Dr. Florea." Mas temos que ser realistas de que isso pode não ser alcançado em um futuro próximo, pois o corpo é um ambiente muito difícil. "

p As minúsculas estruturas móveis também podem ser utilizadas de outras maneiras. Isso inclui o fornecimento de produtos químicos para melhorar as reações industriais ou a criação de micro-pinças macias que podem ser ativadas remotamente para manipular componentes delicados, como células, sem danificá-los.

p "Quando você olha para o que a natureza pode alcançar, as oportunidades são infinitas, "acrescentou o Dr. Florea.