O grupo CIC biomaGUNE Molecular and Functional Biomarkers desenvolveu um método sintético de micro-ondas rápido e econômico para a produção de nanopartículas de ferrita de manganês ultrapequenas que atuam como agentes de contraste multimodais avançados em imagens de ressonância magnética (MRI) e tomografia por emissão de pósitrons (PET ); também têm actividade catalítica intracelular, pelo que pode ser induzida uma redução sem precedentes no crescimento tumoral, para materiais deste tipo, num modelo pré-clínico de cancro da mama. Os resultados desta pesquisa, publicados pela revista Small , demonstram que essas nanopartículas possuem características robustas para aplicações nanobiotecnológicas.
As nanopartículas de ferrita de manganês ultrapequenas são compostas de ferro, manganês e oxigênio; são partículas de óxido de ferro medindo cerca de 4 nanômetros e possuem manganês integrado em sua estrutura cristalina. Tradicionalmente, esses tipos de partículas são produzidos por meio de processos orgânicos demorados que exigem fases de purificação tediosas. Nesses casos, seu revestimento orgânico impossibilitava seu uso em ambientes aquosos ou biológicos. No entanto, usando um método rápido assistido por micro-ondas neste trabalho, "conseguimos demonstrar que é possível produzir essas nanopartículas solúveis em água que estão prontas para uso em células, bem como em estudos pré-clínicos, e que são simultaneamente muito eficientes como agentes de contraste para MRI e como nanoenzimas que mimetizam catalase. Além disso, esta síntese permite a marcação de radioisótopos para fins de contraste de imagem PET, o que amplia sua aplicação em bioimagem", disse Susana Carregal, pesquisadora associada do CIC biomaGUNE e CIBERES.

Neste estudo, o grupo de investigação de Carregal comprovou "tanto in vitro como em estudos pré-clínicos de cancro da mama que estas nanopartículas reduzem o peróxido de hidrogénio e aumentam o nível de oxigénio no interior das células tumorais. Estas duas pequenas moléculas controlam importantes funções celulares com implicações diretas para o aparecimento de doenças como fibrose pulmonar ou cancro, pelo que estas nanoenzimas poderão ser utilizadas em tratamentos em que a regulação destes metabolitos é crucial", explicou Carregal.

Uma biblioteca de nanopartículas com várias propriedades magnéticas e catalíticas

Por meio de pequenas mudanças, este grupo de pesquisa produziu uma biblioteca de 14 partículas com várias propriedades magnéticas e catalíticas:"Podemos controlar a quantidade de manganês que inserimos nas partículas sem alterar propriedades como carga ou tamanho, que são importantes em relação à sua biossegurança e biodistribuição no organismo. Ajustando a quantidade de manganês, podemos fazer com que as nanoenzimas adotem várias propriedades de imagem e catalíticas", disse o Dr. Carregal. Dessa forma, a nanoenzima mais adequada pode ser selecionada dependendo da aplicação escolhida.

"O fato de o PET poder ser realizado simultaneamente ao lado da ressonância magnética e o fato de as próprias partículas demonstrarem atenuação do crescimento do tumor é um avanço notável. Isso não havia sido visto antes. As partículas normalmente não exercem um impacto no crescimento do tumor por conta própria ", disse Carregal. Essas aplicações promissoras estão abrindo novos caminhos para o desenvolvimento de agentes teranósticos mais eficientes (agentes que desempenham funções terapêuticas e diagnósticas). "Em princípio, trata-se de um estudo em fase preliminar, que demonstra o potencial desses materiais", acrescentou.

A pesquisadora insistiu que "ainda há um longo caminho a percorrer. Embora tenhamos chegado a um processo sintético mais eficiente e menos custoso, e demonstrado seu impacto na biologia celular, o estudo dos mecanismos de ajuste dos metabólitos e de longo a biossegurança a longo prazo precisaria ser mais desenvolvida."

O grupo de pesquisa forneceu uma ferramenta valiosa no campo das nanoenzimas "graças não apenas à sua eficiência catalítica, mas também ao seu uso combinado como agente de contraste multimodal. No entanto, ainda há muito trabalho de pesquisa a ser feito até que seu potencial alcance é comprovado em aplicações que podem ter impacto na sociedade", concluiu Carregal. + Explorar mais

Nanoenzimas de eliminação de ROS para terapia anti-inflamatória