Como a Nanotecnologia está ajudando na pandemia do COVID-19?
A Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-COV-2) causada pelo coronavírus detectado primeiramente na cidade de Wuhan, na China, em dezembro de 2019 gerou e ainda gera inúmeras mortes ao redor do mundo.
Com isso, toda a comunidade científica se voltou para a busca de novas tecnologias e formas de combater o “novo vírus” a fim de conter a sua transmissão.
A descoberta de novas funções de materiais já conhecidos em uma escala nanométrica (1-100 nm) tornou a Nanociência uma das áreas mais promissoras de todos os tempos.
Com a redução do tamanho das partículas há uma maior relação área superfície/massa que implica nas propriedades físico-químicas das substâncias, podendo modificar sua condutividade elétrica, elasticidade, resistência, cor e reatividade.
Fonte: Quim. Nova, Vol. XY, No. 00, 1-14, 200. http://static.sites.sbq.org.br/quimicanova.sbq.org.br/pdf/RV20190374.pdf
A Nanotecnologia possui inúmeras aplicações como em embalagens, cosméticos, construção civil, indústria têxtil, odontologia, comércio e na Nanomedicina aplicada ao desenvolvimento de vacinas, novos métodos de diagnóstico in vivo e in vitro, dispositivos médicos para tratamento e aprimoramento de agentes terapêuticos [1]
Os nanomateriais precisam apresentar algumas características para serem utilizados como por exemplo, serem solúveis em meio biológico, biocompatíveis, seguros, atóxicos e ter boa biodisponibilidade.
Em relação ao COVID-19, pesquisadores da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) [2] dedicaram seus estudos no desenvolvimento de tecidos tecnológicos com ação antimicrobiana e antiviral com o intuito de diminuir a transmissibilidade do coronavírus, de bactérias e fungos usando nanomateriais como o óxido de grafeno, óxido de grafeno reduzido e nanofios de prata aderidos a tecidos convencionais como o algodão e o TNT, comuns em hospitais.
A área de diagnóstico também vem sendo bastante explorada com os kits de diagnósticos a base de nanopartículas que atuam no conceito de Point-of-Care (POC). [3]. São testes rápidos com volumes pequenos de amostra medindo taxas glicêmicas, hormonais, de coagulação, entre outras. Um exemplo de sistema desenvolvido pelo pesquisador Seo et. al. [4] utiliza o grafeno para detectar o vírus em baixíssimas concentrações [femtoMolar (10-15 M)].
O biossensor do dispositivo foi produzido revestindo folhas de grafeno do FET (Transistor de efeito do campo) com um anticorpo específico contra a proteína spike SARS-CoV-2.
Diagrama esquemático do procedimento de operação do sensor COVID-19 FET. Grafeno como um material de detecção é selecionado e o anticorpo de pico SARS-CoV-2 é conjugado na folha de grafeno via éster N -hidroxisuccinimida do ácido 1-pirenobutírico , que é uma molécula de interface como um ligante de sonda.
Outro estudo [5] utiliza nanopartículas do polímero poliestireno para a detecção de anticorpos anti-SARS-COV-2 em amostras de soro humano através de chips de diagnóstico.
A presença de anticorpos é revelada na região do dispositivo na forma de listras coloridas indicando testes positivos ou negativos.
É um imunoensaio rápido e sensível (LFIA) que usa nanopartículas de poliestireno dopado com lantanídeo (LNPs) para detectar IgG anti-SARV-CoV-2 em soro humano.
A tomografia computadorizada de tórax é usada como método diagnóstico confirmatório para amostras com alta suspeita clínica, mas que foram descartadas para SARS-COV-2 por RT-PCR.
O uso do método imunodiagnóstico simples e rápido pode ser uma alternativa mais prática e rápida à tomografia de tórax.
Chen et al., Anal. Chem., • DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00784 – BOX com dispositivo diagnóstico
A nanotecnologia também está revolucionando os métodos de produção de vacinas, principalmente para COVID-19 [3]. As principais vacinas com essa tecnologia são Pfizer – BioNTech e Moderna/NIAID que utilizam nanopartículas lipídicas que transportam o RNA do vírus.
A Moderna/NIAID é capaz de codificar a proteína Spike do coronavírus e fazer com que as células hospedeiras produzam respostas imunes anti-proteína Spike. Já a Pfizer-Biotech é baseada em uma plataforma de RNA mensageiro modificada transportada por nanopartículas lipídicas [6].
Como podemos ver, a Nanotecnologia está contribuindo de diversas formas no desenvolvimento de vacinas, melhoramento de fármacos, na indústria têxtil e principalmente em métodos de combate ao coronavírus.
Referências:
[1] CANCINO, J. et. al. Nanotecnologia em medicina: aspectos fundamentais e principais preocupações. Revisão Quím. Nova 37 (3). Jun, 2014. https://doi.org/10.5935/0100-4042.20140086
[2] Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). Nanotecnologia no combate ao coronavírus – Notícias UFJF Acesso 30/07/2021.
[3] NanoEach. Universidade de São Paulo (USP). A Nanotecnologia no Combate ao Coronavírus. http://www.each.usp.br/nanoeach/?p=2160 Acesso 30/07/2021.
[4] Giwan Seo. Geonhee Lee, Mi Jeong Kim, Seung-Hwa Baek, Minsuk Choi, Keun Bon Ku, Chang-Seop Lee, Sangmi Jun, Daeui Park, Hong Gi Kim, Seong-Jun Kim, Jeong-O Lee, Bum Tae Kim, Edmond Changkyun Park*, and Seung Il Kim*. Rapid Detection of COVID-19 Causative Virus (SARS-CoV-2) in Human Nasopharyngeal Swab Specimens Using Field-Effect Transistor-Based Biosensor. Acs Nano. Abril, 2020. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c02823
[5] Zhenhua Chen, Zhigao Zhang, Xiangming Zhai, Yongyin Li, Li Lin, Hui Zhao, Lun Bian, Peng Li, Lei Yu*, Yingsong Wu*, and Guanfeng Lin* Rapid and Sensitive Detection of anti-SARS-CoV-2 IgG, Using Lanthanide-Doped Nanoparticles-Based Lateral Flow Immunoassay Anal. Chem. Abril, 2020. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c00784
[6] PACHECO, T. ,J. A. et. al. Nano COVID-19 Vaccines: the firsts RNA lipid nanoparticle vaccines being approved from history-Review Research Society and Development 9(12):e20191211123, Dezembro, 2020. DOI:10.33448/rsd-v9i12.11123 4
Por: Larissa Ribeiro Manhães – aluna do curso de extensão “Introdução à Nanotecnologia aplicada a Medicamentos e Cosméticos”, Ed2, Faculdade de Farmácia, UFRJ.
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