Nanotecnologia usada
para aumentar fluxo
de sangue e oxigénio
As doenças isquémicas surgem quando se verifica um fluxo de sangue e oxigénio abaixo do normal numa determinada zona do organismo. Para perceber a melhor forma de as tratar, têm sido usadas células endoteliais progenitoras, que dão origem a células endoteliais envolvidas na formação de vasos sanguíneos. Esta utilização tem evidenciado efeitos benéficos, comprovados por estudos científicos, tais como a vascularização dos tecidos, que promove um aumento do fluxo de sangue e oxigénio.
Contudo, a sobrevivência das células costuma ser baixa, o que compromete a sua eficácia. Como tal, são necessárias estratégias que permitam moldar a atividade celular em termos de sobrevivência e multiplicação, de forma a aumentar o seu efeito terapêutico. Neste trabalho, utilizámos dois microRNAs (pequenas moléculas cuja principal função é regular a forma como os genes são expressados) com impacto na multiplicação celular e na sobrevivência em ambiente com baixa concentração de oxigénio. Para fazer a entrega desses microRNAs, com um elevado controlo temporal e espacial, utilizámos nanopartículas, cujo tamanho varia entre um e cem nanómetros (um milímetro equivale a um milhão de nanómetros)
Estas nanopartículas de ouro (nanorods), ativadas com luz de comprimento de onda próximo do infravermelho, geraram um aumento de temperatura localizado – a radiação infravermelha é uma das três formas de transferência de calor entre locais. A ligação dos microRNAs às nanopartículas foi feita com sequências de DNA sensíveis a variações de temperatura, para permitir a libertação de cada um dos microRNAs com estímulos de potência diferente. Esta experiência foi estudada em células endoteliais progenitoras, transplantadas debaixo da pele de ratinhos para cicatrização de feridas, e demonstrou-se que o controlo na libertação dos microRNAs tem impacto positivo na sobrevivência das células e, em consequência, no processo de cicatrização.
Este é o primeiro trabalho que descreve uma nanopartícula para entrega controlada de dois microRNAs com um sistema ativado pela luz, com um único comprimento de onda. A utilização de um laser com comprimento de onda próximo do infravermelho permite ter uma maior penetração nos tecidos, sem induzir um efeito tóxico, e possibilita o seu controlo remoto. De forma adicional, o controlo na libertação de mais do que uma molécula permite potenciar efeitos conjuntos e modelar a atividade celular com maior precisão.
Neste estudo, o princípio de funcionamento desta terapêutica foi demonstrado na cicatrização de feridas da pele. Contudo, o espectro de aplicações clínicas pode ser estendido a outros órgãos, acessíveis através de fibras óticas, e no tratamento de doenças que beneficiem de terapias de combinação com múltiplas moléculas.
Esta ferramenta também poderá permitir um estudo mais fundamental de processos celulares, uma vez que o sistema pode funcionar como um interruptor de circuitos biológicos envolvidos na proliferação e sobrevivência das células. Estas nanopartículas podem vir a ser utilizadas para entregar outras moléculas, como por exemplo proteínas e péptidos, o que abre a possibilidade de estudar outros aspetos da atividade celular.