Um projeto de pesquisa que está em desenvolvimento no Laboratório de Polímeros da Escola de Engenharia de Lorena (EEL), da USP, tem como principal objetivo encontrar materiais inteligentes e não-tóxicos, que liberem medicamentos de forma controlada diretamente nas células cancerosas.

O estudo de doutorado apresentado na EEL pela engenheira química Simone de Fátima Medeiros avaliou a síntese de nanopartículas poliméricas magnéticas, sensíveis à variação de temperatura e de pH, constituídas do homopolímero de N-vinilcaprolactama (poli(N-vinilcaprolactama)/(PNVCL)) ou do copolímero de N-vinilcaprolactama e ácido acrílico (poli [N-vinilcaprolactama-co-ácido acrílico]), e óxido de ferro. A tese intitulada Obtenção de nanopartículas magnéticas sensíveis a estímulos para aplicações biomédicas foi orientada pelo professor Amilton Martins dos Santos, da EEL.

De acordo com Simone, a novidade é que os polímeros podem ser utilizados como agentes de encapsulação de drogas hidrofílicas (solúveis em água). Durante o preparo, tanto a droga como as partículas magnéticas (óxido de ferro) seriam encapsuladas por matrizes poliméricas sensíveis a estímulos, através de técnicas de polimerização em meio disperso e de métodos que utilizam polímeros pré-formados. A engenheira explica que após a administração, as nanopartículas podem ser orientadas para os tecidos cancerosos utilizando um campo magnético e localizadas por intermédio da Imagem por Ressonância Magnética (IRM). Posteriormente, estas nanopartículas são aquecidas pela exposição do tumor a um campo magnético alternado de alta frequência. Neste processo conhecido como hipertermia a temperatura das células tumorais é aumentada até cerca de 45-55 ºC. Nesta faixa de temperatura é esperado um aumento das interações físicas do polímero acarrretando na expulsão da droga contida em seu interior. Desta forma, a hipertermia também pode ser utilizada para promover a liberação do princípio ativo de maneira localizada e controlada, mantendo a sua concentração constante durante um período de tempo prolongado.

A eliminação da droga no local do tumor pouparia o paciente dos efeitos colaterais agressivos dos tratamentos convencionais, como a quimioterapia que tem doses concentradas de drogas que agem não só nas células doentes, mas também nas células sadias de todo o corpo, o que debilita o paciente e em alguns casos impossibilita a continuidade do tratamento.

Diagnóstico por imagem

Outro benefício de se utilizar o óxido de ferro nesta técnica, segundo Simone, é que ele também possui potencial para produzir avanços importantes no diagnóstico por imagem. “Dessa forma, a imunolocalização de células tumorais com o uso de nanopartículas de óxido de ferro permite obter a detecção precoce de tumores via a técnica de Imagem por Ressonância Magnética” afirma Simone.

Aplicações in vivo

Desde as últimas décadas, partículas constituídas de polímeros vêm sendo utilizadas na área biomédica como agentes para diagnóstico in vitro. Neste contexto, o uso de partículas magnéticas pode oferecer importantes vantagens, em comparação a outros sistemas poliméricos clássicos devido à sua rápida e fácil separação sob a aplicação de um campo magnético externo.

No entanto, a pesquisa de Simone visa à obtenção de materiais que possam ser utilizados, principalmente, para aplicações biomédicas in vivo.

“Para esta aplicação, os nanocarregadores devem ser contituídos de substâncias biocompatíveis, ou seja, não podem causar distúrbios no organismo vivo”. Um composto biocompatível deve gerar mínima alteração homeostática e deve participar de vias metabólicas de eliminação.

Para dar continuidade ao seu projeto, Simone pretende desenvolver diferentes métodos para incorporação de nanopartículas de óxido de ferro na matriz polimérica termo-sensível, focando na obtenção de sistemas totalmente biocompatíveis, avaliáveis para aplicações biomédicas in vivo.

A tese foi desenvolvida num acordo de cooperação internacional (co-tutela) entre a Universidade de São Paulo e a Universidade Claude Bernard, Lyon 1, em Lyon, França, onde Simone passou um ano realizando sua pesquisa e trabalhou com o grupo do doutor Abdelhamid Elaissari.

O grupo do professor Santos procura agora parcerias com farmacêuticos e médicos do Brasil, que queiram dar continuidade aos testes laboratoriais in vivo, com os materiais desenvolvidos por Simone.