Estudante da UFMG ganha prêmio com caracterização de ‘nanobastão de ouro’, material com aplicação na medicina

As nanoestruturas têm sido cada vez mais usadas no diagnóstico e tratamento de doenças. Buscando novos materiais para uso na biomedicina, o estudante de Física da UFMG Anderson Caires desenvolveu um bem-sucedido método de síntese, caracterização e biofuncionalização dos nanorods de ouro, nanoestruturas em formato de bastões.

O estudo de Caires, orientado pelo professor Luiz Orlando Ladeira, é resultado de projeto de iniciação científica empreendido ainda na graduação. Seu trabalho, Electron microscopy characterization of gold nanostructures for applications in nanobiomedicine, foi premiado na Second Frontiers of Microscopy Virtual Conference, promovida pela publicação Elsevier - Materials Today no início deste mês.

“Esse nanomaterial já existe, mas é difícil de ser sintetizado. Trata-se de nanopartículas de ouro em formato de bastão, como se fossem cilindros nanoscópicos” explica Caires. Segundo ele, os nanorods apresentam propriedades que os diferenciam dos outros nanomateriais usados na medicina.

“Além da baixa toxicidade, os nanorods têm propriedades ópticas diferenciadas e são mais facilmente absolvidos por tecidos e células doentes do corpo. O formato diferenciado, em forma de bastão, também permite reações e ligações diferentes das de um nano-objeto cujo formato seja esférico, por exemplo”, aponta.

Excitação
A primeira aplicação para as nanoestruturas de ouro é o biossensoriamento, método para diagnóstico de doenças. Como se trata de um metal, os muitos elétrons livres em sua superfície podem oscilar quando excitados com um laser, dando origem a um fenômeno chamado "ressonância de plasmon de superfície".

Para determinadas frequências, esses elétrons podem oscilar coletivamente, em um comportamento que varia de acordo com os compostos químicos ou biomoléculas que são ligadas à superfície dos nanorods.

“Cada patógeno que ligamos aos nanorods faz com que eles se comportem de certa maneira. Ao unirmos o agente de uma doença à nanoestrutura, a forma como ela se comporta vai mostrar qual doença ele provoca. Cada resposta identifica uma doença”, diz.

Segundo o estudante, a segunda utilidade médica para os nanorods é o auxílio no desenvolvimento de vacinas, uma vez que é possível ligar proteínas às nanoestruturas. No momento, estão sendo realizados testes em camundongos em parceria com equipe do Instituto de Ciências Biológicas da UFMG (ICB), por meio da mestranda Alice Freitas que, sob orientação do professor Flávio Guimarães, trabalha no desenvolvimento de um protótipo de vacina para o vírus da dengue.

“A Alice é responsável por testar os nanorods associados à proteína da doença nas cobaias. Os nanorods são os responsáveis por transportar a vacina no corpo da indivíduo”, explica Caires.

Combate ao câncer
Outro veio promissor para os nanorods diz respeito ao auxílio no tratamento de câncer. A eles podem ser ligados anticorpos que os direcionam a lugares específicos do organismo, como um tumor. Como os nanorods também emitem uma pequena quantidade de calor local quando excitados por um laser de infravermelho, eles podem ser utilizados, ainda, no ataque direto a tumores cancerígenos, tratamento conhecido como terapia fototérmica.

“Podemos ligar anticorpos específicos à superfície dos nanorods, de forma que eles atinjam os tumores. Além disso, ele é um elemento que não causa efeito colateral no organismo, o que permite que seja usado de diversas maneiras na biomedicina”, afirma Anderson.

O Laboratório de Nanomateriais do Departamento de Física da UFMG é o responsável pela síntese, caracterização e biofuncionalização dos nanorods. Depois da descrição dessas nanoestruturas, a pesquisa entrou na fase de realização de testes de biossensoriamento e vacinas.

“A etapa de biossensoriamento e diagnóstico de doenças poderá ser aplicada em breve, depois que patentearmos os estudos. A parte de desenvolvimento de vacinas e tratamentos do câncer leva mais tempo”, afirma o estudante.

Artigo: Electron Microscopy Characterization of Gold Nanostructures for Applications in Nanobiomedicine
Autor: Anderson Caires
Publicado na Elsevier - Materials Today e disponível aqui.

(Luana Macieira)