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Nanomedicina: Aplicação da nanotecnologia na medicina

Mariana Cardoso Paulino Lima1; Paulo Roberto Queiroz

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1Biomédica, aluna do Programa de Pós-Graduação em Vigilância Sanitária, pelo Instituto de Estudos Farmacêuticos

e Universidade Católica de Goiás, GO. E-mail: mari.cplima@gmail.com

2Biólogo. Doutor em Biologia Animal pela Universidade de Brasília – UnB. Docente do Programa de Pós-Graduação

em Vigilância Sanitária, pelo Instituto de Estudos Farmacêuticos e Universidade Católica de Goiás, GO. E-mail:

pqsilva@uol.com.br

RESUMO

Com o rápido e contínuo crescimento e evolução da tecnologia, os novos aparelhos, produtos e

materiais estão se tornando cada vez menores e mais eficazes. Assim é o caso da nanotecnologia

e sua aplicação da medicina – a nanomedicina, que vem influenciando diversas áreas na saúde, e

possibilitando novas e melhores formas de diagnóstico, tratamento, prevenção e até mesmo a cura

de várias doenças. Nano é o prefixo utilizado para designar uma parte de um bilhão, ou seja, um

nanômetro (1 nm) corresponde ao bilionésimo de um metro (1,0x10-9

m). Vale ressaltar que o

nanômetro é uma medida importante, porque é a partir daí que os dispositivos produzidos

pelo homem começam a se igualar às máquinas biológicas naturais do organismo, tais como,

DNA, R N A , r i bo ss om o, h emác ia , p ro t e í n a , en t r e o u t ro s . A l ém d e revolucionar

positivamente a medicina e a saúde, a nanomedicina também o faz em outros setores importantes

para a sociedade como o meio ambiente, o trabalho, a vida social, entre outros. Contudo, assim

como em diversas tecnologias, ainda há controvérsias e riscos que podem ser atribuídos ao uso da

nanomedicina e que devem ser solucionados para que o uso das nanoestruturas tenha um efeito

potencial 100% benéfico e eficaz para a sociedade.

Palavras-chave: nanômetro; tecnologia; nanoestruturas.

ABSTRACT

With the continued rapid growth and evolution of technology, new devices, products and

materials are becoming increasingly smaller and more efficient. Such is the case of

nanotechnology and its application in medicine - the nanomedicine, which has influenced many

areas in health, and enabling new and better ways to diagnose, treat, prevent and even cure many

diseases. Nano is a prefix used to designate a part of a billion, that is, a nanometer (1 nm)

corresponds to a billionth of a meter (1.0 x 10-9

m). It is noteworthy that a nanometer is one

important measure, because it is from there that the man-made devices begin to match the body's

natural biological machines, such as DNA, RNA, ribosome, erythrocytes, protein, among others.

In addition to positively revolutionize medicine and health, nanomedicine is also important in

other sectors of society such the environment, work, social life, among others. However, as with

many technologies, there are still controversies and risks that may be attributable to the use of

nanomedicine and that must be resolved so that the use of nanostructures has a potential effect

100% effective and beneficial to society.

Keywords: nanometer; technology; nanostructures.

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1. INTRODUÇÃO

Com o contínuo e rápido avanço da tecnologia, os equipamentos, aparelhos, instrumentos,

materiais e produtos que atualmente fazem parte do cotidiano da população como, por exemplo,

computadores, máquinas fotográficas, telemóveis, tomógrafos, mamógrafos, estão se tornando

cada vez menores em dimensão e mais eficazes em suas capacidades (FIGUEIREDO, 2009).

Assim é o caso da nanotecnologia, que na sua escala nanométrica vem influenciando diversos

campos do meio científico, entre os mais comumente destacados, o da medicina e o da saúde

(AMORIM, 2007). Foi a partir desse entendimento que surgiu a aplicação da nanotecnologia na

medicina – a nanomedicina (AMORIM, 2007; PIRES, 2008).

Em sentido lato, a nanomedicina corresponde ao uso de processos de diagnóstico, de

tratamento e de prevenção de doenças e de lesões traumáticas, aliviando a dor, preservando e

melhorando a saúde humana, por meio do uso de nanoferramentas que atuam ao nível celular ou,

mesmo, molecular (FIGUEIREDO, 2009).

Ou seja, esse novo campo científico pretende ampliar a capacidade de diagnosticar

doenças em seu estágio inicial, bem como, tratar individualmente cada célula que apresenta

algum tipo de disfunção e ainda aperfeiçoar equipamentos médicos e cirúrgicos; portanto, com a

manipulação átomo a átomo, cria-se a possibilidade de alterar a estrutura da própria matéria ao

nível nanométrico (AMORIM, 2007).

Nano é o prefixo utilizado para designar uma parte de um bilhão, ou seja, um nanômetro

(1 nm) corresponde ao bilionésimo de um metro (1,0x10-9

m) (GHANEM, 2006; AMORIM,

2007). Vale ressaltar que o nanômetro é uma medida importante, porque é a partir daí que os

dispositivos produzidos pelo homem começam a se igualar às máquinas biológicas naturais

do organismo, tais como, DNA, R N A, r ib os so mo , hem ác i a , p ro t e í n a , en t r e ou t ros

( P IR E S , 2008).

O marco inicial da nanotecnologia frequentemente é relacionado à palestra proferida na

universidade da Califórnia, em 29 de Dezembro de 1959, du r an te o En con t r o An u a l da

Sociedade Americana de Física no Instituto de Tecnologia da Califórnia, realizada por Richard

Feynman – prêmio Nobel de física em 1965, intitulada There is plenty of room at the bottom, que

quer dizer “Há muito espaço lá embaixo” (AMORIM, 2007; PIRES, 2008). Nela, o físico ressalta

a importância de se explorar o mundo, naquele momento desconhecido, da escala molecular,

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atômica e subatômica. E sugeriu que um dia seria possível manipular a matéria átomo por átomo

e, dessa forma, poder-se-ia condensar todos os volumes da enciclopédia britânica num espaço

equivalente a cabeça de um alfinete (AMORIM, 2007).

Feynman prevê que esses nanomateriais produzirão novos processos e mecanismos de

aplicação de novos fármacos, menos agressivos e invasivos e mais eficazes, em que a atividade

de vigilância de um conjunto de nanorobôs permitirá melhorar significativamente a qualidade de

vida dos seres humanos (FIGUEIREDO, 2009).

As idéias lançadas em 1959 começaram a tomar corpo na década de 80, mais

especificamente em 1981 com a criação, pela IBM de Zurich, da Scanning tunneling microscope

(microscópio de varredura por tunelamento), já que esse instrumento tem a capacidade de mapear

e manipular objetos de escala nanométrica (SIQUEIRA-BATISTA et al., 2010).

A partir desse marco tecnológico empresas, laboratórios e centros de investigação vêm

desenvolvendo uma quantidade significativa de nanomáquinas, nanorobôs e nanoestruturas

capazes de eliminar, com a ausência de efeitos colaterais, as células malignas, ou realizar o

diagnóstico e participar na cura de patologias como diabetes, osteoporose, Alzheimer ou

Parkinson (FIGUEIREDO, 2009).

Os avanços da biologia molecular e da nanorobótica contribuem para as descobertas da

nanomedicina que já tem sucesso em alguns casos, como os efeitos positivos de nanopartículas e

nanorobôs dentro do corpo humano. Caso haja compreensão e aceitação da sociedade diante

dessa nova tecnologia, esta poderá gerar inúmeros empregos e, consequentemente, reduzir a

pobreza e a marginalização, além de promover saúde e longevidade às pessoas e preservar o meio

ambiente, podendo até reverter a situação de degradação ambiental em que se encontra o mundo

atual (INVERNIZZI, 2007).

Assim como em diversas tecnologias ainda há controvérsias e riscos que podem ser

atribuídos ao uso da nanomedicina e que devem ser solucionados para que o uso das

nanoestruturas tenha um efeito potencial 100% benéfico para a sociedade.

A nanotecnologia, assim como a nanomedicina poderão revolucionar positivamente a

medicina, a saúde e, até mesmo, outros setores importantes para a sociedade como o meio

ambiente, o trabalho, a vida social, entre outros. Mas, para isso, será necessário identificar,

avaliar e tentar solucionar os riscos inerentes a esses processos para que a consequente mudança

não afete negativamente as pessoas. Portanto, à medida que os cientistas e pesquisadores vão

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adquirindo mais conhecimento sobre como compreender e produzir estruturas a uma escala

molecular ficarão mais aptos a explicar os mecanismos das doenças, a diagnosticá-las

precocemente, a preveni-las e a combatê-las para que futuramente os resultados observados

sirvam de base para novas pesquisas relacionadas a esse processo e, consequentemente, seus

estudos científicos possam beneficiar a sociedade como um todo.

Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi descrever as aplicações da nanotecnologia na

medicina, discutindo pontos relevantes associados a esta, seus riscos e benefícios.

2. METODOLOGIA

O presente trabalho é uma pesquisa qualitativa, de natureza analítico-descritiva e com

análise da bibliografia formal, discursiva e concludente sobre a aplicação da nanotecnologia na

medicina, seus riscos e benefícios.

Com esse propósito foi realizada uma revisão bibliográfica utilizando-se periódicos

disponíveis em bases de dados, bibliotecas virtuais e sítios da rede mundial de computadores. As

principais bases de dados utilizadas foram o Portal de Periódicos da CAPES, da Literatura Latino

Americana em Ciência da Saúde (LILACS), Scientific Eletronic Library Online (SciELO),

Science Direct, Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, Sociedade Brasileira para o

Progresso da Ciência (SBPC), Ciência & Saúde Coletiva, Jornal da Ciência, Tecnologia e

Empreendedorismo e em outras fontes de dados.

O período da pesquisa foi de Maio a Julho de 2011. A busca foi feita por meio das palavras

chaves sobre nanotecnologia e a medicina a ela associada, encontradas nos títulos e nos resumos

das publicações. Estas foram analisadas e classificadas de acordo com as idéias e posições sobre

a nanomedicina.

3. DESENVOLVIMENTO

3.1. O QUE É A NANOTECNOLOGIA E A NANOMEDICINA?

A nanotecnologia é uma área nova da ciência que tem o objetivo de manipular estruturas

muito pequenas como átomos e moléculas (Figura 1), tornando possível a criação de sistemas

nanométricos funcionais, cuja concepção não seria possível utilizando a tecnologia convencional

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(PIRES, 2008). O prefixo “nano” está associado a uma medida de escala nanométrica; e o termo

“tecnologia” (tecno: "técnica, arte, ofício"; logia: "estudo") é um termo que envolve o

conhecimento técnico e científico e as ferramentas, processos e materiais criados e/ou utilizados a

partir de tal conhecimento (COSTA, 2008, 2009; MARQUES, 2009). Como um exemplo

comparativo, pode ser utilizada a espessura de um cabelo, o qual pode variar entre 60 e 90

micrômetros (a milésima parte de um milímetro), o que dá, em nanômetros, 60.000 nm a 90.000

nm. Ou seja, um nanômetro é quase 100.000 vezes menor que a espessura de um cabelo. Usando

ainda um outro termo de comparação: um glóbulo vermelho mede 7 a 8 micrômetros (7.000 a

8.000 nanômetros) (GHANEM, 2006; BARBOSA, 2008).

FIGURA 1: Comparação entre a escala de tamanhos dos seres vivos e da nanotecnologia. Fonte: Portal do

Ministério da Ciência e Tecnologia.

A nanomedicina é a aplicação da nanotecnologia na medicina e tem como objetivo curar,

prevenir, diagnosticar ou tratar doenças utilizando-se partículas, nanorobôs e outros elementos

nanométricos (PIRES, 2008). Há, ainda, um campo pertencente à nanomedicina que permitirá, de

forma estratégica e promissora, o tratamento de diversas doenças: a nanoterapia (MELO et al.,

2010). A nanomedicina surge da necessidade de se caracterizar os efeitos únicos que as

nanopartículas apresentam sobre os sistemas biológicos e de explorar esses efeitos para fins

médicos (BARBOSA, 2008).

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3.2. PROMESSAS DA NANOMEDICINA

A nanomedicina vem sendo apontada como uma das grandes esperanças da medicina e

uma das promessas de que as descobertas no campo da nanotecnologia promovam mais saúde e

longevidade às pessoas (GHANEM, 2006; AMORIM, 2007; INVERNIZZI, 2007).

Além de apresentar a possibilidade de ampliar a capacidade de diagnosticar doenças em

seu estágio inicial, tratar individualmente células patológicas e aperfeiçoar equipamentos médicos

e cirúrgicos a nanomedicina pode, inclusive, para alguns autores, criar numerosos empregos,

principalmente porque essa é uma ciência que exige uma interdisciplinariedade conjunta, ou seja,

a inter-relação de diversas profissões/áreas (AMORIM, 2007; INVERNIZZI, 2007; TRÉGOUËT,

2007).

Contar com um sistema de diagnóstico mais eficaz permite a capacidade de respostas mais

rápidas diante das doenças. Além de aumentar o número de novos tratamentos, a nanomedicina

permitirá um controle diferente da saúde dos pacientes (GHANEM, 2006; PIRES, 2008).

Segundo um relatório de prospectiva otimista, obtido a partir de cientistas conhecedores

da nanotecnologia, em 2025 haverá a possibilidade de injetar, no corpo humano, nanosistemas

autônomos que, ao mesmo tempo, poderão analisar e diagnosticar as alterações em nível celular

e, logo após, elaborar as nanoterapias essenciais à cura de doentes. Essas previsões foram

apresentadas na conferência de 2007, NSTI Nanotech, em Santa Clara (Califórnia, EUA). Os

resultados apresentados mostraram que as nanotecnologias poderiam favorecer a regeneração das

células nervosas (TRÉGOUËT, 2007).

O primeiro método, desenvolvido na Universidade de Miami (EUA), utiliza

nanopartículas magnéticas (MNPs) a fim de criar uma tensão mecânica que estimula o

crescimento e o alongamento dos axônios dos neurônios. O segundo método proposto pela

Universidade da Califórnia utiliza nanofibras alinhadas contendo um ou vários fatores de

crescimento e servindo de matriz bioativa para o crescimento de células nervosas. Os

pesquisadores californianos desenvolveram uma tecnologia que permite depositar nanofibras

alinhadas na mesma direção e torná-las bioativas pela adição de fatores de crescimento.

Utilizando-se esse método, ou pesquisadores conseguiram crescer 4 milímetros de neurônios de

rato em 5 dias de cultura, ao longo dessa matriz (TRÉGOUËT, 2007).

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Portanto, essas pesquisas, mesmo que em fase inicial, estão abrindo novas perspectivas

terapêuticas para o tratamento de lesões cerebrais e de doenças degenerativas graves, como o Mal

de Parkinson e o Mal de Alzheimer. Há muitos pesquisadores que estão investindo no

desenvolvimento de células e organelas artificiais, como os glóbulos vermelhos, batizados como

respirócitos, capazes de fornecer mais oxigênio por unidade de volume do que os glóbulos

vermelhos naturais e, ao mesmo tempo, lidarem com o dióxido de carbono liberado pelas células.

Com base nesses estudos, há a previsão de que essas nanoestruturas sejam capazes de prevenir

doenças antes mesmo delas se manifestarem atuando, em permanência, como um exército de

nanosensores e nanomanipuladores programados para vigiarem as células, detectando pequenas

alterações celulares e removendo toxinas, e realizar cirurgias moleculares, reparando e

revitalizando células ou organelas celulares. Outras nanoestruturas dedicar-se-ão ao

prolongamento do tempo de vida útil das células, retardando o seu envelhecimento por meio da

vigilância e da reparação do DNA celular (FIGUEIREDO, 2009).

Dentro da nanotecnologia e da nanomedicina estão inseridos os nanocristais, os

nanodispositivos (nanorobôs e os nanotubos), os nanovetores e as nanopartículas (de silício, de

ouro ou de óxido de ferro) (TRÉGOUËT, 2007).

3.2.1. Nanocristais

Os nanocristais são semicondutores que apresentam propriedades de fluorescência muito

superiores às dos fluoróforos naturais tradicionais. Eles podem ser programados para se tornarem

“faróis”, produzindo fluorescência ao atingir determinadas células (GRUHIER, 2007;

FIGUEIREDO, 2009). Ou então, uma vez ligados às células de tecidos ou órgãos podem ser

programados a emitir uma radiação específica somente quando a célula sofrer uma transformação

não prevista, podendo sinalizar, portanto, diferentes fases de um processo biológico ou

biomédico, emitindo consequentemente, cores diversas. As suas dimensões nanométricas e as

suas propriedades fluoróforas podem ainda ser utilizadas para auxiliar a administração localizada

de fármacos e ao monitoramento de nanorobôs no organismo (FIGUEIREDO, 2009).

Outros tipos de nanocristais, como os metálicos, também poderão ser utilizados para

eliminar tumores por indução da morte térmica celular. Quando estão no interior das células,

sobre influência de um campo magnético, os nanocristais absorvem a radiação eletromagnética

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incidente elevando, consequentemente, a temperatura do tecido tumoral até que as células

malignas sejam destruídas, em um processo parecido com a termólise. Nas duas hipóteses, as

partículas que não são incorporadas às células são excretadas pela urina ou por filtração

sanguínea, sem gerar efeitos colaterais. Os pontos quânticos, que são uma nova classe (em fase

mais avançada) de nanocristais semicondutores, representam um fator importante para a

nanomedicina. Eles são responsáveis pelo confinamento dos elétrons, fazendo com que a sua

energia seja quantizada, ou seja, só possa tomar um conjunto discreto de valores. Esses pontos

também podem ser chamados de átomos artificiais, pois o processo de quantização de energia é

igual ao dos átomos naturais. Entretanto, os níveis de energia desses nanocristais são

determinados pelo tamanho e pela forma do cristal e dependem dos materiais semicondutores

usados (FIGUEIREDO, 2009).

3.2.2. Nanorobôs

A partir da década de noventa, um número significativo de empresas, laboratórios,

indústrias e centros de investigação procuram desenvolver uma grande quantidade de

nanomáquinas, nanorobôs e nanoestruturas capazes de eliminar células malignas sem efeitos

colaterais, ou mesmo de fazer diagnóstico e participar da cura de patologias como diabetes,

osteoporose, Alzheimer ou Parkinson (FIGUEIREDO, 2009).

Com o surgimento da nanotecnologia a nanomedicina tem investido na criação de robôs

que sejam semelhantes ou que exerçam praticamente a mesma função de máquinas biológicas

como as hemácias, as proteínas, as moléculas de ATP, a mitocôndria, o DNA, entre várias outras.

Com base nesse princípio, os nanorobôs poderiam ser injetados no corpo humano por via oral ou

intravenosa e assim identificar e destruir células cancerosas ou infectadas por vírus. Além disso,

poderiam regenerar tecidos e fazer uma infinidade de outras atividades que os medicamentos

atuais não conseguem ou demoram a conseguir (GHANEM, 2006; PIRES, 2008).

A capacidade desses nanorobôs seria imensurável. Seriam capazes de gravar e relatar

todos os sinais vitais do corpo humano incluindo temperatura, pressão, composição química e a

atividade do sistema imunológico (Figura 2). Tudo isso dentro do próprio corpo e em todas as

partes do corpo. Esses nanodispositivos poderiam ainda entrar nas células e destruir, eliminar

vírus e bactérias que estejam causando danos ao organismo (GHANEM, 2006; PIRES, 2008).

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Como os nanodispositivos são pequenos, espera-se que eles consigam não só viajar pelo

interior dos vasos sanguíneos, mas também por minúsculos capilares, distribuindo oxigênio a

tecidos anêmicos, removendo obstruções de vasos e placas em células cerebrais. E, ainda,

poderiam transportar medicamentos, quando se fizessem necessários, a células específicas

(GHANEM, 2006; PIRES, 2008).

FIGURA 2: Nanorobô na circulação sanguínea e interagindo com eritrócitos. Fonte: Pires (2008).

3.2.2.1. Nanoímãs

Embora o nanoímã seja um nanorobô simples, também é muito interessante. Ele pode

transportar drogas quimioterápicas até as células tumorais específicas sem comprometer as

células saudáveis. Isso é possível por meio da manipulação dos nanoímãs por um campo

magnético exterior ao corpo (Figura 3). Além disso, ainda há a possibilidade de fazer com que

essas partículas vibrem, dissipando calor nas células tumorais associadas provocando sua lise

(LACAVA; MORAIS, 2003; PIRES, 2008).

FIGURA 3: Arte mostra que os magnetos podem ser usados como guias para células em direção a áreas específicas

do corpo humano. Fonte: Isaude (2009).

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Os nanoímãs também podem ser chamados de nanopartículas magnéticas, que além das

aplicações já citadas, há ainda outras aplicações, como a possibilidade de associá-las a anticorpos

monoclonais, moléculas feitas sob medida para reconhecer e se ligar às células tumorais. A

ligação de partículas magnéticas às células tumorais eleva o nível de sensibilidade em exames de

ressonância magnética promovendo, assim, um diagnóstico mais precoce de metástases tumorais,

sendo que, dessa forma, é possível a detecção de metástases com menos de 1 mm de diâmetro,

fato impossível atualmente (LACAVA; MORAIS, 2003).

3.2.2.2. Nanotubos

Existe uma matéria-prima chamada de nanotubos que são estruturas usadas por

nanotecnólogos na produção, inclusive, dos nanorobôs (Figura 4). São filamentos ultrafinos,

compostos por átomos de carbono, mais resistentes que diamantes e flexíveis como teias de

aranha. A utilização de nanotubos permite elevar a precisão de exames e cirurgias,

principalmente nesse último campo. Há vários benefícios, a começar pela perda de sangue que

seria imensuravelmente menor. Segundo alguns estudos com hemácias, há a possibilidade de

utilização de sangue sintético quando esses nanotubos são usados (PIRES, 2008).

FIGURA 4: Nanotubo de carbono. Subestruturas hexagonais de átomos de carbono formam "folhas" que podem ser

ennroladas em cilíndros ocos e que formam os nanotubos. Modificada. Fonte: Pires (2008).

Os métodos de síntese, purificação e pós-processamento produzem nanotubos com

diferentes características físicas e utilização em várias áreas. A projeção de uso abrangente deles

possibilita a compreensão de seus possíveis efeitos nocivos. Suas propriedades sugerem possível

acúmulo na cadeia alimentar e alta persistência (HELLAND et al., 2008).

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As características físicas e químicas inerentes dos nanotubos de carbono,

(funcionalização, revestimento, comprimento e estado de aglomeração) estão relacionadas à

absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade, em organismos e, também, são

influenciadas por condições ambientais externas durante a produção, uso e eliminação de

nanotubos de carbono. Portanto, as etapas de exposição caracterizadas podem ser úteis e

importantes em estudos toxicológicos (HELLAND et al., 2008).

3.2.4. Nanovetores e Nanopartículas

Os nanovetores e as nanopartículas (de silício, de ouro ou de óxido de ferro) podem trazer

muitas esperanças, principalmente na luta contra o câncer (TRÉGOUËT, 2007).

Alguns testes preliminares com nanopartículas magnéticas capazes de identificar e se ligar

a determinadas células, para as quais foram funcionalizadas, parece confirmar a possibilidade do

uso de nanopartículas magnéticas, portadoras de agentes quimioterapêuticos, no combate ao

câncer. De acordo com os resultados apresentados, estas partículas podem ser conduzidas, com o

auxílio de campos magnéticos, até as regiões do organismo nas quais se encontra o tumor,

atuando sobre as células malignas sem danificar os tecidos vizinhos. Atualmente, as quantidades

de agentes quimioterapêuticos usadas podem gerar uma forte ação tóxica sobre o organismo,

porém, utilizando-se o método citado o efeito dos agentes quimioterapêuticos poderá ser

maximizado requerendo, portanto, quantidades mínimas de fármacos. Além disso, quando essas

nanopartículas estiverem presentes no interior das células cancerígenas, elas poderão promover

um importante aumento na sensibilidade de exames de diagnóstico, tais como, a tomografia de

ressonância magnética, possibilitando assim, a identificação de tumores ou metástases tumorais

com dimensões muito inferiores ao milímetro. Ainda hoje, só se consegue diagnosticar tumores

com dimensões de alguns milímetros, o que já é um problema, visto que com esse tamanho eles

já se apresentam muitas vezes em avançada fase metastática sendo, consequentemente, muito

mais difícil de combater o câncer. Ainda há a possibilidade de se utilizar estas nanopartículas

para destruir as células cancerígenas por meio de campos magnéticos, que irão gerar a agitação

das partículas magnéticas instaladas no interior das células provocando, assim, o aumento da

temperatura no meio celular, causando a sua morte térmica (FIGUEIREDO, 2009).

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3.2.5. Nanomedicamentos

Os nanomedicamentos são moléculas capazes de transportar o fármaco para a célula ou

órgãos específicos ou, até mesmo, permitir que o medicamento seja liberado aos poucos no

organismo (UNIVERSIA, 2005). Eles apresentam diversas atuações, sendo que uma delas é o seu

uso associado à fisiologia da pessoa idosa, tendo como principal motivação a redução das reações

adversas e a redução da toxicidade dos fármacos. Com a liberação gradativa do fármaco pela

estimulação de sensores que o excretam em resposta a uma determinada alteração, o número de

doses administradas torna-se reduzido, ou seja, a quantidade de fármaco livre no organismo

diminui e, consequentemente, as reações adversas. Ainda dentro desse mesmo processo, a droga é

liberada a partir de uma taxa pré-determinada ao longo de um período definido de tempo. É

importante ressaltar que geralmente, essas taxas de liberação independem das condições

ambientais, como o pH. Esses sistemas, portanto, podem liberar drogas durante longos períodos

de tempo, de dias até anos (MELO et al., 2010).

Com a modernização e a grande procura das cirurgias minimamente invasivas, que

resultam em um menor desconforto para os pacientes e em uma recuperação mais rápida, é

importante produzir sistemas de imagem que identifiquem de forma mais precisa e específica o

local onde deverá ser feita a intervenção cirúrgica. A redução da dimensão das câmaras e a

visualização de tecidos por meios da imaginologia molecular poderão trazer grandes progressos à

detecção de casos patológicos e às técnicas cirúrgicas (BARBOSA, 2008).

Ao ingerir um medicamento, parte dele será diluída e depois degradada até atingir o

órgão-alvo, mas é difícil de adquirir uma liberação dirigida e controlada, principalmente quando

isso é fundamental em algumas situações nas quais o fármaco possa ter um efeito nocivo sobre

outros órgãos ou tecidos, como no caso dos agentes antitumorais. A fabricação de sistemas de

encapsulamento de fármacos não é algo recente, porém a possibilidade de modificar a superfície

do material de encapsulamento, incluindo novas funcionalidades químicas, permite que o

material seja especificamente reconhecido pelas células alvo passando, portanto, “despercebido”

em outras partes do corpo (BARBOSA, 2008).

Os nanofármacos possuem a finalidade de vencer barreiras biológicas como a

permeabilidade das células e realizar a entrega dos medicamentos diretamente no local

determinado, característica chamada de Drug Delivery (AMORIM, 2007; PIRES, 2008). Os

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lipossomas são um exemplo desse tipo de processo, uma vez que, as suas estruturas

hidrossolúveis e lipossolúveis são capazes de depositar o medicamento diretamente nas células

alvo, por meio de absorção, endocitose, permeação ou fusão com a membrana celular

(PIMENTEL et al., 2007; PIRES, 2008; MARQUES, 2009; MELO et al. ,2010).

3.3. RISCOS DA NANOMEDICINA

Como toda nova tecnologia, apesar dos diversos benefícios, sempre há algum risco

associado. Assim também é o caso da nanomedicina e da nanotecnologia.

Um dos maiores entraves ao uso destas nanoestruturas é a sua fraca biocompatibilidade

(GHANEM, 2006; FIGUEIREDO, 2009). Portanto, será fundamental garantir que elas não

sofram ataques dos leucócitos do sistema imunológico. Outra situação seria se elas fossem

reconhecidas pelos glóbulos brancos como um corpo estranho, sendo então fagocitadas anulando,

assim, a sua funcionalidade. Para solucionar esse problema, seria essencial adicionar às estruturas

revestimentos especiais e funcionalidade extra para evitar ou retardar as reações imunológicas

(FIGUEIREDO, 2009).

Outra questão que deveria ser avaliada com certa precaução seria a comunicação dos

nanorobôs com os sistemas de apoio externos, como os computadores e outras máquinas, e a

intercomunicação entre eles. Os nanorobôs têm a finalidade de enviar e receber mensagens para

assegurar o controle e o acompanhamento de suas ações. Cada robô terá uma função específica e

deverá se comunicar, quimicamente, assim como as células também se comunicam (GHANEM,

2006; FIGUEIREDO, 2009).

As nanopartículas, por sua vez, são constituídas de características físico-químicas que

facilitam sua dispersão na atmosfera, nas águas, nos solos e nos sistemas vivos e, de forma

semelhante, dificultam sua remoção por técnicas habituais de filtração, tendo tais evidências

efeitos imprevisíveis e inesperados; de fato, há novas constatações sobre a presença de

nanopartículas no fígado de animais utilizados em experimentos, as quais podem se dispersar

pela cadeia alimentar (SIQUEIRA-BATISTA et al., 2010).

Os riscos de possíveis efeitos cancerígenos dos nanotubos de carbono e das nanopartículas

(AMORIM, 2007), bem como sobre os perigos de contaminação do meio ambiente e em

trabalhadores que manipulam produtos derivados da nanotecnologia, são apresentados e

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discutidos em vários artigos. No ano de 2005 um artigo publicado na revista Environmental

Health Perspectives (EHP) por Oberdörster (2005), apresentou uma revisão sobre várias

pesquisas em que se discutiam a toxicidade da nanotecnologia, tanto comprovadamente, como

hipoteticamente (AMORIM, 2007). Segundo esses estudos, os nanotubos de carbono são

altamente perigosos, pois possuem alta condutividade elétrica e grande área de superfície.

Portanto, além do paciente, os profissionais de saúde e o meio ambiente, de forma mais

abrangente, também poderão sofrer as consequências da nanomedicina e da nanotecnologia

(AMORIM, 2007).

3.3.1. Valores éticos, sociais, econômicos e culturais relacionados à nanomedicina

Além de a nanomedicina apresentar riscos de cunho sanitário, também apresenta valores

conflitantes com as questões éticas, sociais, econômicas e culturais.

Dentro dos dilemas éticos, com o aparecimento da nanotecnologia e da nanomedicina

poderá haver um aumento da desigualdade social, deterioração das exportações tradicionais e

riscos para trabalhadores de laboratórios e da indústria (INVERNIZZI, 2007).

Os efeitos dos nanomedicamentos e nanopartículas ainda apresentam-se no campo das

incertezas e imprevisibilidades por se tratar de uma tecnologia nova e sobre a qual não há

definições governamentais e normatizações científicas específicas para a pesquisa e

comercialização desses produtos (AMORIM, 2007).

Uma das questões éticas mais frequentemente descritas tem a ver com eventuais efeitos

adversos de materiais ou superfícies “nanoestruturadas”, assim como seu possível impacto na

saúde pública e ambiental, a médio e longo prazo. Embora a nanotecnologia permita realizar a

criação de nanopartículas de materiais biodegradáveis e biocompatíveis, ela apresenta riscos

potenciais de toxicidade das nanoestruturas (natureza do polímero e concentração administrada) e

um grau de imprevisibilidade e incerteza de seus efeitos colaterais. Esses por sua vez, resultantes

da interação de materiais ou superfícies nanoestruturadas nos sistemas biológicos, podem trazer

consequências danosas ao sistema genético humano (AMORIM, 2007; COSTA, 2008, 2009),

podendo gerar sérios riscos para pacientes e trabalhadores de laboratórios e de indústrias que,

involuntariamente ou acidentalmente, entrem em contato com nanoestruturas. Isso porque

segundo pesquisadores da universidade de Rice, nos EUA, esses nanomateriais podem penetrar

15

no corpo humano de diferentes modos, sendo que o contágio é mais provável de ocorrer no

pulmão e poderia rapidamente se deslocar para outros órgãos vitais por meio da circulação

sanguínea (AMORIM, 2007).

Segundo alguns autores, há também uma dificuldade de se estabelecer uma fronteira clara

entre fins “terapêuticos” e “não terapêuticos”. O “human enhancement” é um processo

relacionado ao uso de nanoprodutos para fins não terapêuticos, mas com o intuito de promover

alterações em um corpo humano saudável para aumentar capacidades e desempenhos, gerando

assim, uma situação de privilégio em relação aos demais. Um exemplo disso seria no caso dos

atletas que atualmente usam certos medicamentos para aumentar sua capacidade física,

estimulando a velocidade de corrida e a resistência como no caso do doping. Mediante o uso de

nanodispositivos, esse doping ficaria invisível nos testes e isso iria de encontro com as condições

de acesso equitativo e a justiça. As alterações físicas do cérebro (para aumentar a capacidade de

inteligência) ou o uso de um “nanochip” que permitiria uma vigilância ou até um “controle

remoto” do comportamento humano também poderiam ocorrer com a vigência e a legitimidade

da nanotecnologia e da nanomedicina. As situações descritas abrem hipóteses de implicações na

identidade pessoal e social do ser humano, trazendo para debate também problemas de natureza

filosófica e moral, tais como, as definições de “normalidade”, “ser natural” e “artificialização da

natureza” (COSTA, 2008, 2009).

A aplicação da nanotecnologia e da nanomedicina, portanto, pode ultrapassar o limiar dos

fins terapêuticos, podendo assim se contrapor aos direitos humanos fundamentais, tais como,

dignidade, privacidade de dados pessoais, ou valores de justiça e equidade (COSTA, 2008, 2009).

Ainda dentro das questões éticas e sociais, e também culturais e econômicas, há uma

grande crítica, principalmente por parte dos ambientalistas, sobre os perigos potenciais de

toxicidade da nanotecnologia e seus efeitos danosos ao meio ambiente e à saúde da população.

Um desses efeitos que poderia fornecer uma ameaça à sociedade seria se alguns nanorobôs auto-

replicantes saíssem do controle e inundassem a terra com uma “gosma cinzenta” (metáfora criada

por BilL Joy, cientista-chefe da Sun Microsystems); seriam “nanorobôs malignos”. Apesar dessa

hipótese não representar um perigo real, essa idéia está sendo constantemente usada tanto por

alguns jornais como por algumas ONGs (AMORIM, 2007).

3.3.2. Nanomedicina e Vigilância Sanitária

16

Segundo Amorim (2007), as pesquisas de novos medicamentos devem seguir os trâmites

legais, definidos por agências reguladoras como FDA e ANVISA e essas instituições, por sua vez,

determinam que para um novo medicamento seja comercializado passe por testes pré-clínicos

(estudos em laboratório e em animais) e testes clínicos (em seres humanos).

Contudo, a produção de nanomedicamentos ainda é uma tecnologia nova e incerta e não

há definições governamentais e normatizações científicas específicas para a pesquisa e a

comercialização desses produtos. Consequentemente, as diversas reações, tanto de ataque como

de defesa, poderão ser evidenciadas (AMORIM, 2007).

A lógica de procedimento que se traduz no “princípio da precaução” e no “cálculo” dos

riscos versus benefícios será aplicada no caso da comercialização futura de nanofármacos ou

nanosistemas com o intuito de administrar medicamentos de forma localizada (por exemplo,

nanopartículas magnéticas encapsuladas em lipossomas) (COSTA, 2008, 2009).

Segundo Invernizzi (2007), já existem cosméticos com nanopartículas no mercado, mas as

empresas não as divulgam para que as ONGs não interfiram. Com esse medo, que alguns

fabricantes possuem, principalmente por se tratar de uma tecnologia nova e recente, a informação

pública se torna ausente e, consequentemente, o princípio da publicidade é automaticamente

prejudicado havendo, portanto, o não reconhecimento do direito dos movimentos sociais de

expressar suas opiniões sobre tecnologias, suas implicações e potenciais riscos.

A partir de pesquisas e experiências antigas com diversas outras tecnologias, diferentes

grupos sociais reivindicaram uma maior informação e participação pública pela adoção de

medidas de precaução e regulamentação (INVERNIZZI, 2007).

Atualmente, é importante ressaltar a necessidade dos governos fornecerem regulação

eficiente para assegurar a eficácia e a segurança dos medicamentos antes da concessão dos seus

registros. Para essa situação, alguns estudos foram realizados, utilizando-se da comparação de

duas formulações de liberação controlada de doxorrubicina lipossomal preguilado disponíveis no

Brasil a fim de se demonstrar como a nanoencapsulação pode modificar a biodisponibilidade de

um fármaco. A atividade farmacocinética foi observada em camundongos isogênicos e não

isogênicos. O parâmetro Área sob Curva (AUC) foi utilizado para comparar a cinética entre as

formulações. Ainda foram avaliados o diâmetro das nanopartículas, a morfologia dos lipossomas

e a composição da bicamada lipídica (SIVS, 2010).

17

Os resultados desses experimentos identificaram fortes inconsistências em todos os

parâmetros, levando a diferentes AUC gerando, portanto, uma variação nos dados obtidos.

Embora sejam vendidos no Brasil oficialmente como intercambiáveis, os fármacos não são

bioequivalentes. Tais distinções podem provocar um impacto direto sobre a cardiotoxicidade do

produto, afetando assim a eficácia e a segurança dos medicamentos. Os testes físico-químicos e

de bioequivalência, portanto, demonstraram não ser suficientes para garantir uma cópia segura de

nanomedicamentos. O registro não apresenta base em evidências científicas e não há legislação

específica para regulamentá-lo, nos casos de seu uso para supostas cópias de nanomedicamentos

inovadores, promovendo riscos para os pacientes e médicos e um grave problema de

farmacovigilância (SIVS, 2010).

4. PERSPECTIVAS FUTURAS

Apesar das dificuldades, a nanotecnologia ainda possibilitará outros benefícios para a

saúde e o meio ambiente.

4.1. A NANOTECNOLOGIA E A SAÚDE

A síntese da nanoengenharia juntamente com a manipulação de sistemas biológicos

possibilitará (SIQUEIRA-BATISTA et al., 2008):

a) Produção de nanomateriais, fase de interseção com sua área de investigação;

b) Realização de exames diagnósticos em nanoescala, como nanorastreadores de agentes

infecciosos;

c) Implementação de modalidades terapêuticas, especialmente no caso do

nanoensapsulamento de fármacos – já em uso, por exemplo, para patologias infecciosas por

fungos e protozoários –, para a utilização de nanopartículas magnéticas com a finalidade de tratar

o câncer – guiadas à região do tumor por meio de nanoímãs – e para a criação de

nanodispositivos “inteligentes” / nanorobôs, dentre outros;

d) Produção de técnicas de prevenção, por meio da fabricação de imunobiológicos –

principalmente vacinas –, já estando em investigação de imunoprofilaxia para leishmaniose e

tuberculose.

18

As aplicações associadas à nutrição humana são também muito variadas. A utilização de

nanopartículas como antioxidantes, de sistemas “inteligentes” para a absorção de ingredientes

ativos e funcionais e de embalagens contendo nanossensores para detecção de microrganismos

e/ou toxinas, estão entre as metas mais promissoras no âmbito da ciência da nutrição

(SIQUEIRA-BATISTA et al., 2010).

Outra possibilidade de aplicação é na preparação de nanocosméticos, na realização de

nanocirurgias, nas perspectivas no sentido de neuroproteção e de regeneração neural, em sua

maioria se referindo, ainda, a usos vindouros. Neste contexto, é igualmente produtivo o

desenvolvimento de atividades interdisciplinares, incluindo as ciências da natureza, da saúde e as

humanas (SIQUEIRA-BATISTA et al., 2010).

4.2. A NANOTECNOLOGIA E O MEIO AMBIENTE

Embora não haja uma definição clara sobre a utilização e a regulamentação da

nanotecnologia no meio ambiente e as influências daquela sobre este ainda serem recentes,

alguns benefícios poderão ser observados (SIQUEIRA-BATISTA et al., 2010):

a) Detecção e monitoramento da poluição, por meio da preparação de nanosensores, mais

sensíveis e mais específicos, para a identificação e o acompanhamento ambiental de poluentes –

orgânicos e inorgânicos –, com aplicabilidade, por exemplo, na análise dos níveis de poluentes

em alimentos e em outros produtos de consumo humano;

b) Tratamento da poluição, devido à importante propriedade de absorção de diversas

substâncias – como metais e compostos orgânicos –, pela grande área superficial das

nanopartículas; tem sido relatado, igualmente, a utilização de nanopartículas magnéticas e de

nanotubos de carbono para a dessalinização da água; ademais, é pensável, a longo prazo, que

nanorobôs sejam capazes de atuar na descontaminação ambiental;

c) Profilaxia dos agravos à poluição, destacando-se o uso de nanomateriais catalíticos – os

quais aumentam a eficiência e a seletividade de processos industriais –, competindo, assim, para

um maior aproveitamento de matérias-primas, com pequeno gasto de energia e menor produção

de resíduos indesejáveis.

19

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A nanomedicina pode revolucionar positivamente a medicina e a saúde da sociedade atual,

entretanto os seus riscos e efeitos colaterais, que podem estar associados aos nanodispositivos e

nanoestruturas utilizadas nessa nova área tecnológica, devem ser identificados e solucionados,

para que ao invés de beneficiar, a nanomedicina não provoque danos irreversíveis aos pacientes

usuários, aos profissionais de saúde, aos trabalhadores e ao meio ambiente. Para isso, será

necessário que diversas áreas, como da medicina, da engenharia, da computação, da física, da

química, da matemática, entre outras, trabalhem em equipe para chegar a concretizar um sonho

não tão distante.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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construção da idéia da segurança dos nanomedicamentos. UFSC – Universidade Federal

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