Há pouco mais de cinco anos, Valéria Spolon Marangoni, ex-doutoranda do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia do Instituto de Física de São Carlos (GNaNo-IFSC/USP), passou uma curta temporada na Rice University (EUA), logo no início de seu doutoramento no IFSC. Durante esse período, o expressivo aprendizado obtido em solo estadunidense serviu como estímulo para que alguns anos depois, em 2015, Valéria regressasse à Rice University para realizar o doutorado sanduiche.
O objetivo era aprender mais sobre o desenvolvimento de sistemas multifuncionais para aplicação em medicina, sob a supervisão da pesquisadora Naomi Halas, coordenadora do Laboratório de Nanofotônica da Rice University. “Estes sistemas estavam totalmente relacionados à grande área de minha pesquisa de doutorado, e são sistemas baseados em nanomateriais, conhecidos como teranósticos, que podem ser aplicados simultaneamente no tratamento e diagnóstico de doenças”, explica.
O sistema teranóstico desenvolvido nos EUA por Valéria consiste em uma nanoparticula multicamada formada por um núcleo de Ouro, coberto por uma camada de Sílica, onde íons de Gadolínio (Gd) foram encapsulados e, novamente, recobertos por uma camada de Ouro. “Esse sistema apresenta uma elevada absorção na região do infravermelho próximo, o que é importante para aplicações em fototerapia, pois, nessa região, o laser consegue penetrar mais profundamente na pele”, elucida a pesquisadora. “Quando essas nanopartículas são irradiadas com o laser, elas absorvem essa energia, que é posteriormente dissipada na forma de calor, o que pode ser utilizado para eliminar seletivamente células tumorais”.
No IFSC, orientada pelo docente Valtencir Zucolotto, Valéria trabalhou na parte terapêutica do método, mas a grande surpresa deste estudo, nos EUA, esteve relacionada ao diagnóstico. “Uma das técnicas mais utilizadas no diagnóstico é a imagem por ressonância magnética. Quelantes de Gd são muito utilizados clinicamente para melhorar o contraste das imagens e, consequentemente, a precisão do diagnóstico. Porém, hoje já se sabe que o Gd pode ser tóxico ao organismo humano, e foi justamente por isso que tentamos encapsula-lo na camada de Sílica”, relembra.
Entretanto, o Gd só oferece um alto contraste ao entrar em contato com as moléculas de água presentes do organismo, o que não aconteceria de maneira eficiente no experimento de Valéria, uma vez que o elemento havia sido encapsulado entre camadas de Ouro. E foi aí que veio a surpresa do estudo, que rendeu a publicação de um artigo na notória revista Procedings of the National Academy of Sciences (PNAS): uma vez encapsulado, o Gd ofereceu um contraste muito maior do que o esperado. “O artigo do PNAS focou no entendimento sobre como o encapsulamento entre as camadas de Ouro pode ter influenciado nesse aumento de contraste do Gd. Foram realizados estudos experimentais e teóricos, variando inclusive a espessura das camadas, para tentar entender esse fato inesperado”, diz Valéria.
O estudo realizado por Valéria, bem como os resultados encontrados por ela e publicados na PNAS, abrem também novas possibilidades de estudos, no geral relacionadas ao entendimento sobre os nanomateriais multifuncionais e, mais especificamente, sobre o aumento de contraste em sistemas multicamadas. “Nossos alunos no GNaNo são motivados diariamente a buscarem avanços na Fronteira do Conhecimento, ou no estado-da-arte. O estágio de doutoramento no exterior da Valéria foi ótimo para consolidar esse conceito, além de consolidar sua formação como cientista. O sucesso de sua experiência no exterior contribui bastante para motivar outros alunos do grupo”, finaliza Zucolotto.
Figura: Representação esquemática da nanopartícula multicamada (Créditos: Valéria Marangoni)
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
