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ATRAVESSANDO A BARREIRA: Nanotecnologia Revolucionando o Tratamento Do Cérebro!

ATRAVESSANDO A BARREIRA: Nanotecnologia Revolucionando o Tratamento Do Cérebro!

Daniel Mendes Filho, Rodrigo R Resende, Ricardo Cambraia Parreira

Edição Vol. 4, N. 13, 7 de Agosto de 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2017.08.07.006

Nosso corpo possui diversas barreiras para nos proteger de agressões do ambiente, sejam elas traumas físicos ou infecções. Uma dessas barreiras é também o maior órgão que possuímos: a pele. Outra delas, talvez menos conhecida, é a barreira hematoencefálica (do grego hemato que significa sangue e encefálico, derivado do cérebro). Essa barreira protege todo nosso sistema nervoso central, desde o cérebro, passando pelo cerebelo até a medula espinhal contra invasores externos e do próprio corpo.

Essa barreira dinâmica é formada por dois componentes, como o próprio nome indica, células de capilares sanguíneos (que são pequenos vasos) e pela membrana basal de células da meninge, uma membrana abaixo destas células. Então, essa barreira também se confunde com as meninges cerebrais. Como a barreira hematoencefálica (BHE) é impermeável, ou seja, não permite a passagem de invasores e nem mesmo de moléculas estranhas do sangue para o cérebro, dizemos que ela possui uma permeabilidade seletiva, isto é, ela seleciona o que pode atravessa-la. E isto se deve principalmente à estrutura e disposição das células dos capilares sanguíneos e da meninge que ficam muito, mas muito juntas formando as chamadas junções oclusivas, o que dificulta a passagem de substâncias através desse espaço intercelular (Figura 1). A BHE permite a passagem de compostos necessários para o bom funcionamento do cérebro, como nutrientes e hormônios, mas evita que toxinas, antibióticos e outros medicamentos cheguem até ele.

 Figura 1 Ilustração da barreira hematoencefálica (adaptado de commons.wikimedia.org)

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Ela é muito importante para manter nosso cérebro protegido, mas quando um medicamento precisa chegar até ao cérebro… a BHE age como um porteiro rigoroso e não o deixa passar. Isso é um problema quando se precisa tratar determinadas doenças neurológicas. Até então, esse problema vem sendo contornado parcialmente ao se administrar o fármaco diretamente no cérebro (via cirúrgica) ou por via nasal – esses remédios neurológicos passam da cavidade nasal para o bulbo olfatório e, por meio dele, chegam ao cérebro. Entretanto, essas vias são invasivas (cirurgia) ou pouco eficientes (via nasal) – daí a necessidade de se encontrar outros meios para contornar a barreira.

Podemos dizer que esse comportamento rígido da BHE já deu sinais de que vai mudar, tudo graças a uma descoberta de pesquisadores ingleses lá em 2004. Naquele ano, os cientistas Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, na Inglaterra, conseguiram obter pela primeira vez uma substância chamada grafeno a partir do grafite (esse mesmo do seu lápis e lapiseira). De todas as propriedades físicas do grafeno, sua elevada capacidade de conduzir correntes elétricas é a que o levou a ser estudado também pela neurociência, fazendo com que o destino do grafeno se cruzasse com o da barreira hematoencefálica.

Inicialmente foram feitos estudos com o grafeno empregado em certos modelos de disfunções neurológicas. Porém, os pesquisadores perceberam que o óxido de grafeno reduzido (OGR), um derivado do grafeno, era melhor ainda para aplicação biomédica porque além de ser bom condutor elétrico esse óxido possui melhor solubilidade e interação com moléculas biológicas (Figura 2). 

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Figura 2: Cadeia de produção do óxido de grafeno reduzido a partir do grafite. A exposição à radiação ultravioleta é uma das formas de se obter o OGR a partir do óxido de grafeno (adaptado de tcichemicals.com/eshop/en/in/category_index/12962/ e sciencedirect.com/science/article/pii/S0042207X15002286)

Após administrar o OGR na veia de ratos, pesquisadores brasileiros conseguiram detectá-lo no tálamo e no hipocampo (que são estruturas cerebrais). Mas e a barreira? O que o óxido de grafeno reduzido fez para convencer a BHE a deixá-lo passar? Aí está a grande sacada. O OGR herdou muitas das propriedades físicas e químicas de grafeno e, graças a elas ele foi capaz de enfraquecer a BHE, abrindo espaço entre as células que formam essa barreira deixando-a aberta por até 3 horas! O mais interessante é que análises preliminares sugerem ser mínimo o risco de toxinas e agentes infecciosos se aproveitarem dessa abertura para atravessar a barreira. Todavia, para que o óxido de grafeno seja usado clinicamente, são necessárias mais pesquisas com modelos experimentais de doenças neurológicas. As perspectivas são boas, resta saber se os pesquisadores brasileiros receberão apoio para prosseguir com um trabalho tão importante… em Minas, a uma fundação refutou o desenvolvimento dessa tecnologia por um grupo de pesquisadores. Lastimável como uma gestão sem o conhecimento técnico-científico necessário pode atrasar ou destruir o avanço de uma nação.

Referências

<http://www.graphene.manchester.ac.uk/explore/the-story-of-graphene/>

Monique Culturato Padilha Mendonça, Edilene Siqueira SoaresMarcelo Bispo de JesusHelder José Ceragioli, Mônica Siqueira FerreiraRodrigo Ramos Catharino, and Maria Alice da Cruz-Höfling Reduced graphene oxide induces transient blood–brain barrier opening: an in vivo study J Nanobiotechnology. 2015; 13: 78.Published online 2015 Oct 30. doi:  10.1186/s12951-015-0143-z

Mendonça MCSoares ESde Jesus MBCeragioli HJIrazusta SPBatista ÂGVinolo MAMaróstica Júnior MRda Cruz-Höfling MA. Reduced graphene oxide: nanotoxicological profile in rats. J Nanobiotechnology. 2016 Jun 24;14(1):53. doi: 10.1186/s12951-016-0206-9.

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