Mesmo sem estarem ligados a qualquer fármaco, os nanotubos de carbono têm a propriedade de estimular a resposta imunológica do organismo. Ocorre que, dependendo do momento em que são administradas, essas nanopartículas podem reduzir ou ampliar o tumor maligno. A conclusão é da dissertação de mestrado da tecnóloga em Sistemas Biomédicos Ingrid Alves Rosa, defendida na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Unicamp. O trabalho foi orientado pelos professores Vitor Baranauskas, falecido em outubro de 2014, e Elaine Conceição de Oliveira, pesquisadora colaboradora da FEEC e docente da Faculdade de Tecnologia (Fatec) de Sorocaba.

De acordo com Ingrid, os experimentos utilizaram linhagem de células com carcinoma pulmonar de Lewis, que foram injetadas em camundongos. “Nós esperamos entre dez e 15 dias para o desenvolvimento do tumor, para em seguida administrarmos os nanotubos de carbono sem qualquer ligação com fármacos. O que pudemos constatar é que a resposta imunológica do organismo dos animais às nanopartículas variou de acordo com o momento da administração”, afirma.

Assim, quando o tumor era pequeno [por volta de seis milímetros], foi possível verificar, após uma semana, uma redução do seu tamanho, por causa da resposta imunológica do organismo à presença dos nanotubos. “Entretanto, quando o tumor era muito grande, ocorreu justamente o contrário, ou seja, o seu aumento”, explica a autora do trabalho. Segundo Ingrid, os ensaios foram feitos tanto com nanopartículas produzidas na FEEC quanto com produtos vendidos comercialmente. “Os resultados foram muito semelhantes tanto num caso quanto no outro”, diz.

As razões que levam o organismo a responder de acordo com o momento em que os nanotubos são administrados ainda são desconhecidas, conforme a professora Elaine. “Essa é uma resposta que ainda temos que buscar. De todo modo, o que nós podemos afirmar é que essas nanopartículas podem vir a ser uma importante alternativa para o tratamento do câncer, visto que elas interagem com o sistema imune. Entretanto, nós ainda precisamos trilhar um longo caminho até decifrar os detalhes dessa interação”, adverte.

A professora Leonilda Maria Barbosa dos Santos, do Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp, que iniciou as pesquisas nessa área juntamente com o professor Baranauskas, também entende que um dos desafios da ciência está justamente em elucidar os mecanismos de estímulo ao sistema imunológico, de modo a identificar o melhor momento de se fazer a administração dos nanotubos de carbono, e assim promover a redução do tumor.

Ainda conforme a docente, outra possibilidade é “potencializar” a ação das nanopartículas, fazendo a ligação delas com um fármaco de combate ao câncer. A ideia é transformar os nanotubos de carbono em veículos para transportar a droga até o ponto de interesse e depois liberá-la de forma controlada. “O objetivo, nesse caso, é atacar somente as células doentes e preservar as saudáveis. Como sabemos, no tratamento convencional por quimioterapia os fármacos matam as células tumorais, mas também afetam as células saudáveis mais próximas”.

Linha de pesquisa

A linha de pesquisa que investiga o uso dos nanotubos de carbono no âmbito da Biologia teve início em 2008, quando o professor Baranauskas fez contato com a professora Leonilda. Até então, essas diminutas partículas despertavam o interesse particularmente dos pesquisadores que atuavam na área da eletrônica. Na oportunidade, os dois cientistas começaram a buscar dados sobre a interação desses materiais com o organismo vivo. “A partir das nossas conversas, elaboramos um projeto de pesquisa e o submetemos à Capes [Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, órgão do Ministério da Educação], no contexto do programa Nanobiotec”, lembra a professora Leonilda.

A proposta foi aprovada e obteve um financiamento da ordem de US$ 1 milhão. “Esses recursos foram de extrema importância, pois pudemos equipar nossos laboratórios, que à época não dispunham de estrutura para esse tipo de pesquisa. Este foi um grande legado deixado pela linha de pesquisa, além da formação de recursos humanos qualificados. Nesse período, foram defendidas seis teses de mestrado e doutorado, além de vários trabalhos de iniciação científica”, elenca a docente.

Entre os estudos desenvolvidos nos últimos oito anos, alguns procuraram desvendar de que forma os nanotubos de carbono são internalizados pelas células. Embora a literatura aponte que as nanopartículas têm a capacidade de ultrapassar as membranas celulares, esse mecanismo ainda não foi totalmente compreendido, como observa a professora Elaine. “Nós constatamos, por meio de um estudo financiado pela Fapesp [Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo], que parte dos nanotubos é internalizada nas células através de um receptor denominado Marco, que está ligado à remoção de partículas inertes e à ativação de resposta imune contra agentes infecciosos”, informa.

Entretanto, também foi constatado que outra parte consegue entrar na célula sem a necessidade do receptor. “Ainda não sabemos ao certo o que leva a um e outro comportamento”, admite a docente da Fatec de Sorocaba. Outro ponto que precisa ser compreendido, continua, é o que ocorre com as nanopartículas depois que elas cumprem a sua função no organismo. Alguns estudos apontam que elas são eliminadas, por exemplo, através da urina. Outros, no entanto, revelam que os nanotubos vão se alojar no pâncreas, causando a inflamação do órgão e aumentando o diabetes. “Nosso desafio é entender todas essas questões, de forma que os nanotubos de carbono possam ser usados pela Medicina da forma mais segura possível”, pontua a professora Elaine.

In memoriam

As professoras Leonilda e Elaine fazem questão de reafirmar que as pesquisas com os nanotubos de carbono na área da Biologia somente puderam avançar graças à iniciativa do professor Baranauskas, que sempre demonstrou ser um cientista com visão multidisciplinar. “O doutor Vitor não mediu esforços para o estreitamento do diálogo entre as diferentes áreas do conhecimento. No início dos trabalhos, esse entendimento não foi fácil, por causa das especificidades de cada segmento. Entretanto, ele sempre soube conduzir os estudos com muita habilidade e paciência”, revela Elaine.

De acordo com o engenheiro químico Helder José Ceragioli, pesquisador colaborador da FEEC, responsável pela produção dos nanotubos de carbono utilizados nas pesquisas, Baranauskas sempre tinha uma palavra de estímulo aos integrantes da equipe, principalmente nos momentos de maior dificuldade. “Além disso, ele também era um entusiasta dos estudos interdisciplinares, pois entendia que algumas respostas precisavam do suporte de várias áreas do saber”.

Alfredo Carlos Peterlevitz, pesquisador do Laboratório de Nanoengenharia e Diamantes (LabNano), trabalhou com Baranauskas e enfatiza igualmente o espírito crítico e entusiasmado do cientista. “O professor Vitor nunca rejeitava novas ideias. Estava sempre disposto a ouvir as pessoas e a considerar suas opiniões. Penso que esse comportamento era a força motriz do seu trabalho”, diz. “Mesmo no período em que adoeceu, o professor Vitor se mostrava disponível, pronto a esclarecer as nossas dúvidas”, acrescenta a professora Elaine. Segundo ela, a dissertação defendida por Ingrid fecha um ciclo de pesquisas em torno dos nanotubos de carbono, mas abre a perspectivas de novas abordagens. “O trabalho também é uma homenagem póstuma ao professor Vitor, que foi o deflagrador da linha de pesquisa”.

Vitor Baranauskas faleceu no dia 8 de outubro de 2014, aos 62 anos. Era graduado em Engenharia Eletrônica e em Física pela USP. Era professor titular da Unicamp, na FEEC. Atuou na vanguarda da microeletrônica que, aos poucos, avançou para a nanotecnologia, desenvolvendo trabalhos de ponta em parceria com colegas de outros institutos e faculdades. Foi um dos primeiros pesquisadores brasileiros a alertar para o risco oferecido pela telefonia celular, sobretudo nos primeiros anos em que a antena do aparelho era externa.

Baranauskas via o assunto como uma ameaça que poderia causar danos irreversíveis à saúde humana. O docente também liderou projeto, em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), que produziu os primeiros diamantes sintéticos do mundo, fabricados a partir do álcool da cana-de-açúcar. Um dos resultados desta aplicação é a fabricação de vidros de plásticos revestidos por diamante, mais resistentes e impossíveis de serem riscados.

Publicação

Dissertação: “Efeito da Administração Sistêmica de Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas (MWCNT) Sobre a Resposta Imune no Microambiente Tumoral de Camundongos Portadores de Carcinoma Pulmonar de Lewis”
Autora: Ingrid Alves Rosa
Orientador: Vitor Baranauskas (in memorian)
Coorientadora: Elaine Conceição de Oliveira
Unidade: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC)