{"id":7874,"date":"2019-07-31T15:39:08","date_gmt":"2019-07-31T18:39:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=7874"},"modified":"2019-08-05T18:21:19","modified_gmt":"2019-08-05T21:21:19","slug":"artigo-em-destaque-nanoplataforma-magneto-luminescente-de-baixa-toxicidade","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-nanoplataforma-magneto-luminescente-de-baixa-toxicidade\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Nanoplataforma magneto-luminescente de baixa toxicidade."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Fe3O4@SiO2 Nanoparticles Concurrently Coated with Chitosan and GdOF:Ce3+,Tb3+ Luminophore for Bioimaging: Toxicity Evaluation in the Zebrafish Model.<\/strong> Latif U. Khan, Gabriela H. da Silva, Aline M. Z. de Medeiros, Zahid U. Khan, Magnus Gidlund, Hermi F. Brito, Oscar Moscoso-Londo\u00f1o, Diego Muraca, Marcelo Knobel, Carlos A. P\u00e9rez, Diego St\u00e9fani T. Martinez. ACS Appl. Nano Mater. 2019, 2,6, 3414-3425. https:\/\/doi.org\/10.1021\/acsanm.9b00339<\/a>.<\/p>\n

Nanoplataforma magneto-luminescente de baixa toxicidade<\/strong><\/p>\n

\"Capa
Capa\u00a0do peri\u00f3dico cient\u00edfico\u00a0destacando o artigo.<\/figcaption><\/figure>\n

Em um trabalho de pesquisa realizado em uma s\u00e9rie de laborat\u00f3rios brasileiros, uma equipe cient\u00edfica multidisciplinar desenvolveu um nanomaterial magn\u00e9tico, luminescente e capaz de se ligar quimicamente a mol\u00e9culas de interesse, como f\u00e1rmacos ou prote\u00ednas. O nanomaterial tamb\u00e9m apresentou baixa toxicidade em testes com organismos vivos. Tendo esse conjunto de caracter\u00edsticas, o novo material pode ser visto como uma nanoplataforma multifuncional, promissora para o desenvolvimento de diversas aplica\u00e7\u00f5es, principalmente nas \u00e1reas de biotecnologia, sa\u00fade e ambiente. O estudo foi reportado em artigo publicado na\u00a0ACS Applied Nano Materials<\/i>\u00a0(peri\u00f3dico da\u00a0American Chemical Society<\/i>\u00a0lan\u00e7ado em 2018), e destacado em capa da edi\u00e7\u00e3o de junho da revista.<\/p>\n

As propriedades dessa nanoplataforma prov\u00eam da presen\u00e7a de diversos compostos e elementos com propriedades distintas: nanopart\u00edculas de \u00f3xido de ferro (Fe3<\/sub>O4<\/sub>, conhecido como magnetita) respons\u00e1veis pelo magnetismo; \u00edons de elementos lantan\u00eddeos (Gd3+<\/sup>, Ce3+<\/sup> e Tb3+<\/sup>, conhecidos como terras raras) respons\u00e1veis pela luminesc\u00eancia ou emiss\u00e3o de luz, e quitosana (biopol\u00edmero obtido a partir do exoesqueleto de crust\u00e1ceos), fundamental para propiciar, na superf\u00edcie na nanoplataforma, as liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas com mol\u00e9culas externas de interesse.<\/p>\n

A nanoplataforma foi desenvolvida no Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNNano \u2013 CNPEM). O processo utilizado para sua s\u00edntese abrange uma s\u00e9rie de etapas. Inicialmente, as nanopart\u00edculas de \u00f3xido de ferro que formam o n\u00facleo das nanoplataformas s\u00e3o sintetizadas e revestidas com di\u00f3xido de sil\u00edcio (SiO2<\/sub>). Depois, os elementos luminescentes e a quitosana s\u00e3o incorporados \u00e0s nanopart\u00edculas formando uma camada externa. O resultado s\u00e3o nanoplataformas de aproximadamente 170 nm de di\u00e2metro (em m\u00e9dia), denominada Fe3<\/sub>O4<\/sub>@SiO2<\/sub>\/GdOF:xCe3+<\/sup>,yTb3+<\/sup>.<\/p>\n

\"\u00c0
\u00c0 esquerda, ilustra\u00e7\u00e3o esquem\u00e1tica de uma das nanoplataformas desenvolvidas, mostrando seu n\u00facleo e a camada externa. No quadro preto \u00e0 direita, fotografias de solu\u00e7\u00f5es aquosas com nanoplataformas. \u00c0 esquerda do quadro, pode ser visto o efeito de se irradiar a solu\u00e7\u00e3o com luz ultravioleta: as nanoplataformas emitem luz verde.\u00a0 \u00c0 direita, distingue-se o efeito da aplica\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico: as nanoplataformas se concentram perto do \u00edm\u00e3.<\/figcaption><\/figure>\n

Para estudar as propriedades magn\u00e9ticas e luminescentes da nanoplataforma e caracterizar sua estrutura e morfologia, participaram do trabalho grupos de pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), especialistas nesses estudos.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, os autores principais do trabalho decidiram avaliar a toxicidade das nanoplataformas com rela\u00e7\u00e3o a organismos vivos \u2013 um passo fundamental quando se pensa em aplica\u00e7\u00f5es na \u00e1rea de sa\u00fade ou meio ambiente. Os cientistas optaram por realizar um ensaio in vivo<\/em> bastante consolidado no meio acad\u00eamico, no qual embri\u00f5es de peixe-zebra, mais conhecidos pelo nome em ingl\u00eas zebrafish<\/em> (nome cient\u00edfico Danio rerio<\/em>), s\u00e3o expostos ao material cuja toxicidade se deseja avaliar. Esses peixes de \u00e1gua doce, de fato, apresentam alta semelhan\u00e7a gen\u00e9tica com a esp\u00e9cie humana (cerca de 70%) e, ao mesmo tempo, s\u00e3o mais baratos e f\u00e1ceis de se estudar do que camundongos ou ratos , entre outras vantagens.<\/p>\n

No ensaio de toxicidade, algumas dezenas de ovos de peixe-zebra rec\u00e9m-fecundados foram colocados em meio aquoso contendo as nanoplataformas em diversas concentra\u00e7\u00f5es. Os embri\u00f5es foram examinados em diferentes momentos de seu desenvolvimento usando um microsc\u00f3pio \u00f3ptico para conferir se ocorria mortalidade, malforma\u00e7\u00e3o, edema ou mudan\u00e7as no tamanho. Os testes inclu\u00edram embri\u00f5es com e sem c\u00f3rion (membrana que protege o embri\u00e3o nos est\u00e1gios iniciais do desenvolvimento). Os resultados do ensaio, que foi realizado no LNNano, mostraram que as nanoplataformas, mesmo em elevadas concentra\u00e7\u00f5es (100 mg\/L), apresentam baixa toxicidade para todos os grupos de embri\u00f5es.<\/p>\n

\"Embri\u00f5es
Embri\u00f5es de zebrafish utilizados nos ensaios de nanotoxicidade. (A) Embri\u00f5es de 24 horas de idade, na presen\u00e7a e aus\u00eancia do c\u00f3rion, onde setas indicam o c\u00f3rion (membrana que protege os embri\u00f5es nos est\u00e1gios iniciais de desenvolvimento). (B) Embri\u00f5es ap\u00f3s 96 horas de desenvolvimento.<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cEste trabalho traz uma contribui\u00e7\u00e3o in\u00e9dita envolvendo a avalia\u00e7\u00e3o da toxicidade de nanomateriais h\u00edbridos utilizando o modelo\u00a0zebrafish<\/i>, um promissor m\u00e9todo alternativo em nanotoxicologia, e a influ\u00eancia do c\u00f3rion\u201d, destaca Diego St\u00e9fani Teodoro Martinez<\/a> , pesquisador do CNPEM no LNNano e um dos autores correspondentes do artigo.<\/p>\n

Os embri\u00f5es tamb\u00e9m foram analisados no Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS \u2013 CNPEM) com o objetivo de verificar a distribui\u00e7\u00e3o e concentra\u00e7\u00e3o das nanoplataformas no organismo dos embri\u00f5es. Para isso, os cientistas utilizaram a t\u00e9cnica de microscopia por fluoresc\u00eancia de raios X com luz sincrotron (SXRF), a qual consegue fazer um mapeamento preciso de determinados elementos qu\u00edmicos em sistemas biol\u00f3gicos. Essa t\u00e9cnica est\u00e1 dispon\u00edvel em uma das esta\u00e7\u00f5es experimentais do LNLS, coordenada pelo pesquisador Carlos Alberto P\u00e9rez<\/a>, que \u00e9 um dos autores correspondentes do artigo.<\/p>\n

\"An\u00e1lises
An\u00e1lises de microscopia de fluoresc\u00eancia de raios X com luz s\u00edncrotron (SXRF) dos embri\u00f5es de zebrafish ap\u00f3s exposi\u00e7\u00e3o \u00e0 nanoplataforma por 72 horas. (A) Imagem de microscopia \u00f3ptica dos embri\u00f5es; (B) Imagem de SXRF dos embri\u00f5es demonstrando a acumula\u00e7\u00e3o da nanoplataforma no trato intestinal; e (C) Intensidade de fluoresc\u00eancia de raios-X ao longo da linha branca indicada em (B), demonstrando a co-localiza\u00e7\u00e3o espacial dos elementos Fe e Gd no trato intestinal dos embri\u00f5es de zebrafish.<\/figcaption><\/figure>\n

As an\u00e1lises por SXRF mostraram que as nanoplataformas tinham se acumulado nos embri\u00f5es em fun\u00e7\u00e3o do tempo de exposi\u00e7\u00e3o, com concentra\u00e7\u00f5es maiores no trato gastrointestinal no caso dos embri\u00f5es que j\u00e1 tinham a boca desenvolvida \u2013 um resultado que pode ser significativo, por exemplo, no contexto de aplica\u00e7\u00f5es na \u00e1rea de sa\u00fade envolvendo a ingest\u00e3o das nanoplataformas por via oral.<\/p>\n

O estudo foi realizado no contexto de um projeto de p\u00f3s-doutorado do bolsista Latif Ullah Khan<\/a>, tamb\u00e9m autor correspondente do artigo. A realiza\u00e7\u00e3o do projeto, afirma Martinez, foi poss\u00edvel gra\u00e7as \u00e0 disponibilidade de compet\u00eancias e facilidades nos laborat\u00f3rios multiusu\u00e1rios do CNPEM. Entretanto, parcerias com outros laborat\u00f3rios tamb\u00e9m foram fundamentais, acrescenta o pesquisador do CNPEM. Na Unicamp, o grupo do professor Marcelo Knobel<\/a>\u00a0realizou os estudos de magnetometria. Na USP, os grupos dos professores Hermi Felinto Brito<\/a>\u00a0e Magnus Gidlund<\/a>\u00a0fizeram os estudos de luminesc\u00eancia e funcionaliza\u00e7\u00e3o. Finalmente, o professor Diego Muraca<\/a>\u00a0(Unicamp) e o pesquisador Jefferson Bettini<\/a>\u00a0(CNPEM) contribu\u00edram com a caracteriza\u00e7\u00e3o estrutural e morfol\u00f3gica por t\u00e9cnicas de microscopia eletr\u00f4nica de transmiss\u00e3o.<\/p>\n

\u201cEste artigo surgiu com a uni\u00e3o da experi\u00eancia de diferentes grupos brasileiros; um trabalho interdisciplinar na fronteira do conhecimento em nanobiotecnologia e nanotoxicologia\u201d, diz Martinez, acrescentando que um dos principais desafios do trabalho foi a integra\u00e7\u00e3o de conhecimentos e t\u00e9cnicas de diferentes \u00e1reas, como Materiais, Biologia e Toxicologia, no qual atuaram como coordenadores ele mesmo e Carlos P\u00e9rez.<\/p>\n

\"Autores
Autores principais do artigo. A partir da esquerda: Latif Khan, Carlos P\u00e9rez e Diego St\u00e9fani Martinez.<\/figcaption><\/figure>\n

O estudo contou com apoio financeiro das ag\u00eancias brasileiras CAPES (inclusive por meio do acordo CAPES-CNPEM), FAPESP e CNPq (inclusive por meio do INCT-Inomat); do Minist\u00e9rio da Ci\u00eancia, Tecnologia, Inova\u00e7\u00f5es e Comunica\u00e7\u00f5es (MCTIC) por meio do SisNANO, e The<\/em>\u00a0World Academy of Sciences for the advancement of science in developing countries<\/i>\u00a0(TWAS). O estudo tamb\u00e9m contou com apoio financeiro do Centro Brasil-China Pesquisa e Inova\u00e7\u00e3o em Nanotecnologia (CBC-Nano).<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00f5es: biotecnologia, sa\u00fade e meio ambiente<\/b><\/p>\n

De acordo com Mart\u00ednez, a nanoplataforma desenvolvida abre perspectivas para aplica\u00e7\u00f5es em biotecnologia, sa\u00fade e meio ambiente, como, por exemplo, sistemas para imageamento de tecidos biol\u00f3gicos e c\u00e9lulas, kits para diagn\u00f3sticos m\u00e9dicos e sistemas para detec\u00e7\u00e3o e remedia\u00e7\u00e3o de poluentes ambientais.<\/p>\n

As aplica\u00e7\u00f5es aproveitariam o interessante conjunto de propriedades da nanoplataforma. Por ser magn\u00e9ticas, usando um \u00edm\u00e3 externo, as nanoplataformas poderiam ser direcionadas e retidas em determinado tecido biol\u00f3gico ou isoladas de, por exemplo, sangue ou \u00e1guas contaminadas. Al\u00e9m disso, a luminesc\u00eancia do nanomaterial permitiria a visualiza\u00e7\u00e3o das nanoplataformas dentro dos tecidos biol\u00f3gicos e c\u00e9lulas de interesse. Finalmente, a presen\u00e7a de quitosana propiciaria a liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica de f\u00e1rmacos e outras mol\u00e9culas que serviriam ao diagn\u00f3stico e\/ou tratamento de doen\u00e7as. \u201cTodavia, ainda \u00e9 preciso muitos estudos para aplica\u00e7\u00f5es reais e comercializa\u00e7\u00e3o desta nanoplataforma, uma vez que se trata de um novo material e que precisa ser testado em diferentes modelos futuramente\u201d, esclarece Martinez.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Fe3O4@SiO2 Nanoparticles Concurrently Coated with Chitosan and GdOF:Ce3+,Tb3+ Luminophore for Bioimaging: Toxicity Evaluation in the Zebrafish Model. Latif U. Khan, Gabriela H. da Silva, Aline M. Z. de Medeiros, Zahid U. Khan, Magnus Gidlund, Hermi F. […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[1599,52,1817,976,1816,589,1815,223,104,1818],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7874"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7874"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7874\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7897,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7874\/revisions\/7897"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7874"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7874"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7874"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}