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23 de março de 2014

O GNano como contributo para a área de Nanomedicina

Graduado em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), mestre e doutor em Ciência e Engenharia dos Materiais pela mesma universidade, Valtencir Zucolotto é, atualmente, livre docente do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e a maior parte de seus trabalhos concentra-se na promissora área de nanotecnologia. Até o momento, Valtencir já publicou mais de 125 artigos em revistas internacionais e oito capítulos de livros, além de ter ganhado destaque em diversas mídias do país por suas pesquisas relacionadas à nanomedicina e nanotoxicologia. Abaixo, confira uma entrevista que o docente concedeu ao site do IFSC, na qual fala sobre projetos já realizados, parcerias e planos futuros relacionados aos estudos desenvolvidos por seu grupo de pesquisa no Instituto.

Você pode traçar um breve histórico sobre o Grupo de Nanomedicina e Nanotecnologia (GNano) do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), que é GNano-Zucocoordenado por você?

Sempre trabalhei com nanomateriais. Durante meu pós-doutoramento, comecei a trabalhar com a interface entre nanomateriais e biomateriais para biossensores. Logo que passei no concurso para ser professor do IFSC, em 2006, comecei a me aprofundar ainda mais nessa interface. Foi quando nasceu o Laboratório de Nanomedicina e Nanotoxicidade, o LNN, com a principal temática de desenvolvimento e aplicação de materiais nos problemas da medicina. Recentemente, essa temática foi expandida, também, para o estudo de todo potencial tóxico de nanomateriais para saúde, agricultura e meio ambiente, quando foi criado o grupo GNano. Nosso grupo de pesquisa é altamente multidisciplinar, e temos físicos, químicos, engenheiros, biólogos e farmacêuticos, somando cerca de 20 pesquisadores, desde alunos de iniciação científica até pós-doutores.

Sobre as pesquisas desenvolvidas no GNano, quais são aquelas que ainda estão em andamento?

O foco é o design e desenvolvimento de novos materiais para diagnóstico e terapia do câncer e o estudo da toxicologia de nanomateriais na saúde e no ambiente.

De todas as pesquisas que vem sendo desenvolvidas, quais são as parcerias que vêm sendo feitas, tanto com centros de pesquisa nacionais como também internacionais?

Por ser uma área multidisciplinar, precisamos de parcerias. Portanto, além das parcerias com vários grupos de pesquisa e docentes do próprio IFSC, nós temos colaborações com pesquisadores da Faculdade de Medicina [FM/USP], do Instituto do Coração [Incor/USP] e da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto [FMRP/USP]. Além disso, estamos inseridos dentro de duas redes de pesquisa: uma coordenada pela professora Yvone Mascarenhas [IFSC/USP], da qual sou vice-coordenador, que é a Nanobiotec da CAPES, na qual vários grupos de pesquisa do Brasil participam, somando cerca de 60 pesquisadores. A outra é uma rede de nanotoxicologia do CNPq, da qual sou coordenador, e nela há cinco instituições envolvidas, entre elas Embrapa, FMTM [Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro] e Universidade Federal do Piauí [UFPI]. Esse é nosso cenário no Brasil. No exterior, temos colaborações com o MD Anderson Cancer Center , hoje talvez o maior hospital de oncologia pediátrica dos Estados Unidos; temos colaborações na área de biossensores com a Université Joseph Fourier [França ] e com a Universidad de Valladolid [Espanha]. Inclusive, nos últimos anos, muitos alunos nossos têm ido para esse locais e vice-versa, apoiados pelos programas de intercâmbio do IFSC. Outra grande parceria nossa é com o México, através do CIMAV [Centro de Investigación en Materiales Avanzados], do Cinvestav [Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politecnico Nacional]. Finalmente, temos uma colaboração que reúne IFSC, FM e Universidade do Porto [Portugal].

Sobre a pesquisa com células-tronco, realizada pelo GNano, para o monitoramento dessas células implantadas no organismo, através de nanomateriais, quais são as perspectivas?

É uma colaboração com pesquisadores do Incor e com pesquisadores do Instituto de Física [IF/USP]. A ideia é desenvolver um método de acompanhamento das células-tronco através da incorporação de partículas magnéticas que não tenham problemas de toxicidade no organismo de forma que, ao implantá-las, seja possível, por ressonância magnética por imagem, saber onde estão essas células dentro da veia coronária, perto do coração, se não estão indo para locais diferentes. Já vimos que conseguimos incorporar essas nanopartículas nas células-tronco, que conseguimos vê-las por ressonância magnética, mas in vitro. No momento, estamos fazendo testes com animais para tentar fazer essa visualização. Na realidade, essa é uma pesquisa que está andando mais devagar.

Já sobre a pesquisa que faz a quantificação dos hormônios da tireoide, quais são as projeções futuras?

Essa é uma colaboração com o Grupo de Biotecnologia Molecular do IFSC, coordenado pelo professor Igor [Polikarpov]. Ele produziu o receptor nuclear e nós transformamos essa molécula num dispositivo, um chip de detecção, descartável, com a possibilidade de identificar e, em alguns casos, de quantificar os principais hormônios da tireoide. No nível acadêmico, todas as etapas já foram realizadas, ou seja, já provamos a viabilidade científica, patenteamos e publicamos o artigo científico em revista internacional. Daí para frente, vamos avançar se houver interesse de alguém ou de alguma indústria de desenvolver protótipos para uma possível comercialização.

Caso amanhã aparecesse uma empresa disposta a comercializar esse chip, quanto tempo levaria para que começassem os testes humanos?

Nesse caso específico, como não se trata de um teste feito dentro do corpo humano, ou seja, faz-se com amostras de humanos, demora menos tempo. Mas, ainda assim, levam anos, de dois a quatro, no mínimo.

Em relação à pesquisa que faz o diagnóstico precoce da diabetes, em que patamar ela se encontra?

O chip da diabetes, resultado de uma pesquisa financiada pelo CNPq e coordenada por mim, é o tema de uma dissertação de mestrado de uma de minhas alunas. A ideia é criar um chip capaz de identificar e codificar uma proteína, a adiponectina, e medir a diminuição dessa proteína em amostras e a relação com o desenvolvimento da diabetes tipo 2. Há alguns estudos na literatura que mostram essa relação, ou seja, por alguma “desajuste” fisiológico, uma variação negativa da quantidade de adiponectina pode indicar o aparecimento futuro ou a chance do desenvolvimento da diabetes tipo 2. Baseados nessas informações da literatura, iremos desenvolver um chip que quantifique a adiponectina de maneira rápida. Isso não existe, hoje. Estamos focados na produção do chip que, por amostras de sangue do paciente, irá monitorar e ver o nível da adiponectina e o médico é que saberá interpretar esse resultado. Isso eliminará os exames caros e demorados feitos, hoje, em laboratórios para esse tipo de diagnóstico. Já estamos na metade do projeto de mestrado, conseguimos alguns resultados de detecção. O que está faltando, somente, é a otimização do dispositivo.

Sobre a pesquisa de diagnóstico rápido e mais barato de leucemia, nota-se, pelas pesquisas citadas anteriormente, que a mesma metodologia foi utilizada. Você pode dizer o que tem em comum na metodologia para todas elas e quais são as diferenças?

O que tem em comum é sempre a utilização de nanotecnologia para resolução de problemas médicos, isso permeia todos esses trabalhos. O que tem de diferente é que, no caso da leucemia, desenvolvemos um novo material com grande capacidade de enxergar células leucêmicas e outras tumorais. Uma parte já foi feita e, inclusive, com a patente em andamento. Agora, já desenvolvemos um chip que usa esse nanomaterial para fazer, por outra medida eletroquímica, e não óptica, a detecção de células leucêmicas. Agora, entraremos na terceira etapa: tratamento. Nesse caso, as nanopartículas levarão o remédio para as células leucêmicas para ver se, a entrega localizada do remédio, feita pela nanopartícula, é mais eficiente do que, simplesmente, aplicar o remédio no paciente. Isso é uma colaboração com pesquisadores do hemocentro de Ribeirão Preto [USP]. Já fizemos os testes in vitro e em Ribeirão já foram feitos testes com animais. Muito em breve teremos um novo artigo [científico] sendo processado. Portanto, a temática da leucemia está relacionada ao diagnóstico e à terapia, utilizando-se nanopartículas.

No que se refere à nanotecnologia aplicada à agricultura, você pode explicar melhor?

No GNano, nós também temos a utilização de nanomateriais no agronegócio, além do estudo da toxicidade desses materiais ao meio ambiente. Uma nova área no GNano é o estudo da toxicidade dos materiais para saúde, e sobre isso já temos diversos artigos publicados nas melhores revistas científicas internacionais. O que começamos a estudar recentemente é essa toxicidade no meio ambiente, ou seja, como os nanomateriais que vão para os rios ou qualquer outro ambiente aquático afetam algas, peixes etc. Temos duas alunas de pós-doutorado com projetos voltados a essa área. Na agricultura, fazemos pesquisas para desenvolver novos materiais que visam à melhora da eficiência para aplicação de fertilizantes e insumos agrícolas e já temos convênios do GNano, inclusive, com multinacionais. Graças a esse convênio, já montamos um centro de pesquisas, o Centro de Prospecção de Aplicação de Nanotecnologia no Agronegócio, e o principal objetivo é pensar em como a nanotecnologia pode melhorar o agronegócio, ou seja, como produzir fertilizantes menos tóxicos ao meio ambiente e mais seguros aos agricultores, por exemplo.

É possível adiantar algumas das perspectivas e planos futuros para o GNano? Quais as melhoras que se pretendem para as pesquisas já em andamento e quais as novidades que se pode esperar?

No que se refere à nossa infraestrutura, já conseguimos otimizá-la completamente, inclusive com reformas físicas (clique aqui para ver as fotos). Mas, nossos focos principais são dois: novos materiais para diagnóstico e terapias de outros tipos de câncer, mais controladas e menos agressivas, e o estudo de toxicidade de nanomateriais para o meio ambiente. Estas são linhas de pesquisa que irão perdurar no nosso grupo pelos próximos anos.

Assessoria de Comunicação

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Instituto de Física de São Carlos - IFSC Universidade de São Paulo - USP
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