O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Antimicrobial Activity and Cytotoxicity to Tumor Cells of Nitric Oxide Donor and Silver Nanoparticles Containing PVA/PEG Films for Topical Applications. Wallace R. Rolim, Joana C. Pieretti, Débora L. S. Renó, Bruna A. Lima, Mônica H. M. Nascimento, Felipe N. Ambrosio, Christiane B. Lombello, Marcelo Brocchi, Ana Carolina S. de Souza, and Amedea B. Seabra. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11 (6), pp 6589–6604. DOI: 10.1021/acsami.8b19021.
Filmes com sinergia anticancerígena
Uma equipe de pesquisadores da UFABC e da UNICAMP desenvolveu um novo material, em forma de filme, que contém e libera, de forma simultânea, nanopartículas de prata (AgNPs) e óxido nítrico (NO) – dois ativos conhecidos pela sua atividade antimicrobiana e anticancerígena. Testado pela equipe científica, o material mostrou-se eficiente para eliminar vários tipos de bactérias e células de determinados tipos de câncer. As características do filme o tornam promissor para tratar tumores malignos ou lesões infecciosas de forma tópica.
O estudo, recentemente publicado no ACS Applied Materials & Interfaces (fator de impacto 8,097), foi desenvolvido ao longo da pesquisa de mestrado de Wallace Rosado Rolim, orientado pela professora Amedea Barozzi Seabra, e defendido neste ano no programa de pós-graduação em Ciência e Tecnologia Química da Universidade Federal do ABC (UFABC). O trabalho também envolveu, por meio de colaborações científicas, conhecimento e técnicas experimentais das áreas de Biologia e Biomedicina. “Destaco a importância da interdisciplinaridade e trabalho em equipe para o sucesso da pesquisa científica e tecnológica” afirma a professora Seabra, autora correspondente do artigo.
A ideia de desenvolver esse biomaterial (material planejado para interagir com um sistema biológico para fins de diagnóstico ou tratamento médico) surgiu em discussões entre Rolim e sua orientadora. “Buscávamos novas estratégias para a liberação controlada, localizada e sustentada de ativos, como moléculas de óxido nítrico aliadas a nanopartículas de prata, para aplicações biomédicas”, relata a professora Seabra. A dupla teve a ideia de reunir os dois ativos terapêuticos em um único material que fosse capaz de liberá-los de maneira tópica. “Ansiávamos por uma ação sinérgica desses dois ativos”, conta Seabra.
Dessa maneira, a professora Seabra e Rolim, com a colaboração da mestranda Joana Claudio Pieretti, dedicaram-se ao desenvolvimento do material. A equipe conseguiu preparar filmes feitos de um material compósito, cuja matriz é constituída de um polímero conhecido como PVA, e aditivada com um outro polímero, chamado de PEG, que tornou a matriz mais flexível. Ambos os polímeros são atóxicos e biocompatíveis. Durante a preparação dos filmes, foram adicionadas as nanopartículas de prata e uma substância doadora do gás óxido nítrico (a molécula GSNO, que, espontaneamente, decompõe-se e gera óxido nítrico).
As nanopartículas de prata foram preparadas pelo mesmo grupo, utilizando um método simples, barato e muito amigável com o meio ambiente e os seres vivos, também desenvolvido dentro do mestrado de Rolim. No método, que foi reportado em artigo publicado no início deste ano (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.08.203), utiliza-se extrato de chá verde para gerar as nanopartículas a partir de nitrato de prata, como mostra esta figura:
Para poder comparar os efeitos antimicrobianos e anticancerígenos, a equipe preparou diversos tipos de filmes: alguns formados pela matriz em estado puro (PVA/PEG), outros contendo na matriz nanopartículas de prata em diferentes concentrações ou doadores de óxido nítrico, e os últimos contendo ambos os agentes terapêuticos na mesma matriz. Depois de analisar todos os filmes usando várias técnicas de caracterização para determinar com precisão sua composição e morfologia, a professora Seabra e seus alunos estudaram como ocorria a liberação, a partir dos filmes, do óxido nítrico e das nanopartículas de prata.
Finalmente, os filmes foram encaminhados a colaboradores de outros grupos de pesquisa para fazer os ensaios biológicos, que foram realizados in vitro (ou seja, fora de organismos vivos e dentro de ambientes com condições controladas). Na UFABC, mais precisamente nos grupos das professoras Ana Carolina Santos de Souza Galvão e Christiane Bertachini Lombello, focou-se na ação anticancerígena do biomaterial, usando células de câncer de colo do útero e de câncer de próstata. Por outro lado, os ensaios referentes à atividade antibacteriana dos filmes foram realizados na UNICAMP, no grupo do professor Marcelo Brocchi, e envolveram testes com diversos tipos de bactérias, inclusive as conhecidas Escherichia coli e Staphylococus aureus.
Os ensaios mostraram que os filmes contendo ambos os ativos terapêuticos apresentaram os melhores resultados na eliminação de bactérias e, principalmente, de células cancerígenas, como ilustra esta figura:
Dessa maneira, ficou provada a sinergia entre nanopartículas de prata e óxido nítrico que Seabra e Rolim buscavam no início da pesquisa de mestrado. Em um dos ensaios, para citar um exemplo, menos de 25% das células cancerígenas permaneceram vivas (viáveis) depois de serem tratadas com esses filmes durante 24 horas.
O material desenvolvido pela equipe da UFABC traz a possibilidade de se implementar uma nova estratégia terapêutica para alguns tumores cancerígenos e lesões infecciosas, baseada na liberação simultânea de óxido nítrico e nanopartículas de prata, diretamente no local afetado, a partir de um filme. “Na prática, esse filme pode ser aplicado, por exemplo, em um tecido (como a pele ou a mucosa) ou um órgão, visando ações antimicrobianas ou antitumorais”, explica Seabra. Ao liberar quantidades terapêuticas dos agentes diretamente no local de interesse, evita-se a liberação indesejada em órgãos e/ou tecidos saudáveis e, dessa forma, previnem-se possíveis efeitos colaterais, completa a cientista.
Este trabalho recebeu apoio financeiro das agências brasileiras CNPq, FAPESP e CAPES. O primeiro autor do artigo, Wallace Rosado Rolim, desenvolveu sua pesquisa de mestrado com bolsa da UFABC.
