Material nanotecnológico pode ajudar no diagnóstico e tratamento de doenças como Alzheimer e Parkinson

Agência FAPESP – Em artigo divulgado na revista Science, pesquisadores da China, Estados Unidos e Brasil descreveram um material nanotecnológico que poderá ser útil na busca de fármacos e testes para diagnóstico precoce de doenças como diabetes, câncer de pâncreas, Alzheimer e Parkinson.

O trabalho, apoiado pela FAPESP, envolveu nanobastões de ouro – material já bem conhecido e utilizado na área da saúde, por exemplo, na terapia fotodinâmica contra diferentes tipos de câncer. A novidade foi combinar essas nanopartículas a peptídeos sintéticos semelhantes àqueles que, no corpo humano, formam as chamadas placas amiloides – estruturas relacionadas com o desenvolvimento de diversas doenças.

No organismo saudável, os peptídeos amiloides estão presentes como moléculas isoladas (conformação de hélice). Já em indivíduos com Alzheimer, por exemplo, esses peptídeos encontram-se agregados (conformação conhecida como folha plana), formando placas que prejudicam o funcionamento dos neurônios.

Normalmente, a formação das placas amiloides – seja em humanos ou em animais usados como modelo de estudo em laboratório – leva muitos meses ou até anos, o que dificulta o teste de novos fármacos.

No artigo, o grupo relata que a interação entre os nanobastões de ouro e os peptídeos amiloides acelera esse processo, permitindo que ele seja mimetizado no laboratório em poucas horas.

Os pesquisadores também descobriram que, quando o material sintetizado encontra peptídeos amiloides isolados, com estrutura de hélice – típicos de tecidos saudáveis –, a forma como ele absorve e reflete a luz é diferente da que ocorre quando ele encontra as moléculas agregadas em placas. Essa propriedade óptica, conhecida como dicroísmo, pode ser explorada no desenvolvimento de instrumentos para diagnóstico precoce de doenças associadas à presença da forma alterada do peptídeo.

Toda a parte experimental da pesquisa foi desenvolvida na Universidade de Jilin (China), pelo grupo de Kun Liu, e na Universidade de Michigan (Estados Unidos), no laboratório liderado por Nicholas Kotov. Também colaboraram pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e da Universidade de São Paulo (USP)

No Brasil, o professor do Departamento de Química da UFSCar André Farias de Moura foi responsável pela parte de simulação e modelagem computacional, feita no supercomputador Santos Dumont. Seu objetivo foi entender o papel de cada um dos elementos presentes na síntese do novo material: nanobastões, peptídeos e surfactante (substância presente em sabões, xampus e produtos de limpeza), explica Moura, que integra o time do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) da FAPESP.

“A demanda chegou em agosto de 2020, com a parte experimental pronta. Eles sabiam que funcionava, mas não o porquê. Nosso foco foi entender como as moléculas se organizavam na superfície dos nanobastões”, conta o pesquisador à Coordenação de Comunicação Social da UFSCar.

Essa compreensão permite que a plataforma seja, no futuro, adaptada ao estudo de outras doenças, entre elas a COVID-19. Umas das possibilidades é usar o nanomaterial para detectar a proteína spike do SARS-CoV-2 ou anticorpos induzidos pelo vírus no organismo humano.

“É ciência básica, que abre todo um leque de aplicações até mesmo para problemas nem sequer imaginados neste momento", diz Moura.

O artigo Enhancement optical asymmetry in supramolecular chiroplasmonic assemblies with long-range order pode ser lido em https://science.sciencemag.org/content/early/2021/02/24/science.abd8576. Um vídeo com explicações do professor Moura pode ser conferido em https://bit.ly/3aU5KXW. 

* Com informações da Coordenação de Comunicação Social da UFSCar