Pesquisadores da Coppe desenvolvem tecnologia inovadora para tratamento de câncer

Professores e pesquisadores da Coppe/UFRJ desenvolveram uma nanotecnologia inovadora para tratamento de câncer por hipertermia. Os pesquisadores liderados pelo professor Dilson dos Santos, do Programa de Engenharia da Nanotecnologia e do Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, sintetizaram nanocubos de paládio e nanopartículas de paládio e óxido de cério, ambas sob a forma de hidreto (composto metal-hidrogênio). Essa tecnologia, ainda deve  ser testada in vivo, de modo a permitir uma melhor adequação dos parâmetros para, mediante irradiação por laser, eliminar células tumorais com alta eficiência e sem afetar as células saudáveis ao redor do tumor. Os resultados foram publicados no site da Nature Scientific Reports, na última sexta-feira, 16 de outubro.

O artigo intitulado Synthesis, characterization and photothermal analysis of nanostructured hydrides of Pd and PdCeO2 também teve como coautores o professor Helcio Orlande, do Programa de Engenharia Mecânica e do Programa de Engenharia de Nanotecnologia; as alunas de Doutorado do Programa de Engenharia de Nanotecnologia (PENt) da Coppe,  Cláudia Cruz e Amanda Castilho; do aluno de Doutorado do Programa de Engenharia Mecânica (PEM) da Coppe e professor da Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Nilton da Silva; do professor Claudio Lenz, do Instituto de Física da UFRJ; e da professora Viviane Favre-Nicolin, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo (IFES), ex- aluna da Coppe.

De acordo com os autores, as nanopartículas podem ser usadas na terapia de hipertermia para aprimorar a absorção localizada de energia oriunda de fontes externas, de modo a matar células tumorais somente pelo efeito do calor. Além disso, elas podem ser utilizadas como condutores de fármacos que atuarão no tumor quando aquecidos, incluindo o hidrogênio que pode ser absorvido para promover efeito antioxidante local e reduzir a viabilidade das células cancerígenas.

Assim, o professor Dilson dos Santos, coordenador do PENt, identificou os nanocubos de  paládio e o nanocomposto  paládio- óxido de cério como materiais promissores para o tratamento de hipertermia. Sob sua orientação, os pesquisadores desenvolveram, no Laboratório de Metalurgia Física e Propriedades Mecânicas (PROPMEC) da Coppe, nanocubos (estruturas de 20 nanômetros – 20 milionésimos de milímetro – assumem formato cuboide ao contrário de nanopartículas maiores, que assumem forma de esfera ou bastão) de paládio e nanopartículas de liga de paládio e óxido de cério (PdCeO2).  Os nanofluidos produzidos com esses nanomateriais foram hidrogenados, obtendo-se hidretos, que foram caracterizados quanto às suas propriedades fototérmicas no Laboratório de Tecnologia e Transferência de Calor  (LTTC), da Coppe. Submetidos à irradiação de laser-díodo por três minutos, os nanofluidos compostos por hidretos de  nanocubos de  paládio tiveram a temperatura aumentada em 30ºC e os nanofluidos compostos pela liga de paládio e óxido de cério, em 11º C.

“Caso o paciente tenha um tumor subcutâneo, a equipe médica pode injetar o nanofluido hidrogenado e depois incidir um laser sob o tecido, aquecendo as nanopartículas. Com uma potência pequena, atinge-se um aquecimento localizado,  sem dano às células sãs adjacentes ao tumor. Com 43 ou 44º C (já incluindo a temperatura corporal), já é possível aniquilar o tumor”, explica o professor Dilson dos Santos.

Tecnologia segura e eficiente para a otimização do tratamento

O professor Helcio Orlande, coautor do estudo, tem trabalhado com a transferência de calor associada à Medicina, estando inclusive associado ao Programa de Oncobiologia da UFRJ. “A hipertermia é uma técnica antiga para tratamento médico e vem despertando interesse para o tratamento de tumores devido à nanotecnologia. Associadas, as tecnologias permitem matar diretamente células cancerosas ou as tornam mais suscetíveis a outros tratamentos, como quimioterapia ou radioterapia”, informa o professor, que atua nos Programas de Engenharia Mecânica e de Engenharia da Nanotecnologia.

Na avaliação de Helcio, os dois nanomateriais são muito promissores. “A liga de paládio e óxido de cério gerou, no tempo determinado de irradiação, um aquecimento mais próximo do necessário à eliminação de tumores. Os nanocubos de paládio hidrogenado levaram a um aquecimento de 30 graus, que é muito maior do que se precisa, mas isso permite otimizar o tratamento, diminuindo o tempo de irradiação ou a quantidade de nanopartículas empregada”.

No artigo publicado na Nature Scientific Reports, os pesquisadores também indicam que o uso de hidrogênio, além do seu papel na transferência de calor, é muito promissor nesta terapia, devido ao seu papel na regulação fisiológica, e por reduzir a presença da hidroxila (OH-), um dos metabólitos mais citotóxicos produzidos pelas células tumorais. Para o tratamento hipertérmico, o hidrogênio precisa ser armazenado de maneira eficaz e os nanomateriais desenvolvidos demonstraram boa biocompatibilidade e alta eficiência de conversação fototérmica.

A pesquisa contou com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam).