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NANOPARTÍCULA COM DNA USADA EM BIOMATERIAL PARA REGENERAÇÃO DE OSSO

NANOPARTÍCULA COM DNA USADA EM BIOMATERIAL PARA REGENERAÇÃO DE OSSO

Emerson Alberto da Fonseca, Rodrigo R Resende

Vol. 1, N. 5, 07 de janeiro de 2014
DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2014.01.06.002

Já imaginou usar um band-aid que tivesse DNA para induzir as células a regenerar e curar a ferida? Pois bem, é mais ou menos isso que um grupo de pesquisadores da Universidade de Iowa estão desenvolvendo. Um bio patch (biorremendo) para regeneração de tecido ósseo.

O kit de regeneração compreende uma matriz de colágeno, uma proteína que está presente na pele e em todos os tecidos e órgãos do ser humano e que é muito usada como matriz para regeneração tecidual, mas essa matriz é diferente, contém uma nanopartícula carregada com plasmídeo que codifica o gene PDGF-B (do inglês, Platelet-derived growth fator, ou fator de crescimento derivado das plaquetas) que aumenta a produção de matriz óssea. O plasmídeo é um pequeno DNA de bactéria que os cientistas usam como ferramenta para incluir pedaços de DNA que produzem proteínas, os genes, de outros organismos. Sendo assim, o gene, ou uma sequência de DNA que produz a proteína PDGF-B do ser humano é introduzido no plasmídeo, ou pequeno DNA de uma bactéria, e esse é entregado pela nanopartícula ligada ao bio patch, ou biorremendo, contendo o colágeno, para que possa induzir as células do corpo humano a produzirem a referida proteína. O colágeno como matriz para regeneração já detém uma capacidade intrínseca de aumentar a regeneração tecidual, por isso é muito utilizado em clínica de estética como rejuvenescedor, ou “esticar” a pele. Com o enriquecimento da nanopartícula/DNA, a taxa de regeneração foi 3 vezes maior. Foi o que fez o grupo do professor Dr Aliasger Salem, do College of Pharmacy e um dos autores do trabalho publicado no jornal Biomaterials (1). Se fosse colocada apenas a proteína pronta sobre o biomaterial, o bio patch mais o colágeno e o PDGF-B, as proteínas iriam degradar ou serem consumidas e, com isso, teria que continuar a entregá-la com injeções contínuas para manter a dose ou concentração da mesma no corpo da pessoa. Com o método produzido, obtém-se a expressão ou produção da proteína no local onde foi implantado o biomaterial, sustentando sua produção durante um período de tempo prolongado sem a necessidade de administrar repetidas doses de proteínas.

Os pesquisadores acreditam que o biorremendo tem grande potencial no uso odontológico. Por exemplo, ele pode ser usado para reconstituir o osso na zona da gengiva que serve como base para implante dentário. Algo muito bem vindo para pacientes que precisam de implantes, mas não tem osso suficiente na área circundante. Por ser possível fazer o molde com o formato e tamanho desejado, o biorremendo pode ainda ser usado para reconstituição e reparo de defeitos de nascimento quando há perda óssea na cabeça ou face.

O biorremendo contendo o plasmídeo e o gene para a proteína PDGF-B quando implantado em camundongo promoveu um crescimento óssea 44 vezes maior que o biorremendo sem PDGF-B. O polímero polietilenimina (PEI) é carregado positivamente e complexado ou ligado com o plasmídeo, o que torna mais fácil para as células transportá-los para dentro do citoplasma, ou dentro das células, local onde ocorre a produção da proteína. Assim, a célula migra para a matriz (remendo), encontra com o plasmídeo, o internaliza, a proteína PDGF-B é expressa ou produzida e essa aumenta a regeneração óssea pelas células.

Outro ponto importante é que o sistema de entrega de DNA é “não-viral”, portanto não induz resposta imune e é fácil de se produzir em quantidade, barato, além de ser estável para manipulação industrial. Agora, o grupo já vislumbra uma bioplataforma para promover o crescimento de vasos sanguíneos, necessário para estender e sustentar o crescimento ósseo.

 regeneracao_osso

1. Elangovan S, D’Mello SR, Hong L, Ross RD, Allamargot C, Dawson DV, et al. The enhancement of bone regeneration by gene activated matrix encoding for platelet derived growth factor. Biomaterials. 2014 Jan;35(2):737-47. PubMed PMID: 24161167. Pubmed Central PMCID: 3855224. Epub 2013/10/29. eng.

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