O pesquisador Thales Rafael Machado, pós-doutorando na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e integrante do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), desenvolveu uma nova metodologia para realizar procedimentos de obtenção de imagens em fibroblastos dérmicos, células presentes na pele humana, em parceria com pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC – USP) e da Universitat Jaume I (UJI) em Castellón de la Plana, Espanha.
A imagem por
fluorescência consiste em um dos métodos mais comuns em ciências biológicas
para obter informações detalhadas de estruturas e eventos intracelulares de
maneira específica e em alta resolução. No estudo publicado, propõe-se que as
nanopartículas preparadas pelo grupo poderiam ser utilizadas como agente de
contraste para a realização de procedimentos de bioimagem por fluorescência. Segundo
os testes in vitro realizados utilizando como modelo culturas de
fibroblastos dérmicos humanos neonatais (HDFn), as nanopartículas possuem alta
capacidade de internalização na região citoplasmática sem que ocorram danos as
células. Uma vez dentro das células, a hidroxiapatita emite
fluorescência de cores azul, verde, amarelo e vermelho, evidenciando distintas
estruturas celulares. Esta característica é fundamental para potenciais
procedimentos biomédicos de obtenção de imagem multicor, sendo este um novo
fenômeno observado para o material.
Os principais benefícios do uso das nanopartículas desenvolvidas para esta aplicação são a biocompatibilidade e fotoestabilidade em comparação com os biomarcadores usualmente empregados que sofrem uma rápida degradação. Além disso, o material foi otimizado com o fim de eliminar a necessidade de incorporação de elementos de terras raras – procedimento comum para melhorar as propriedades fluorescentes da hidroxiapatita. O estudo abre um leque de possibilidades para novas pesquisas em imagem intracelular e delimitação de estruturas celulares, visando o melhoramento de procedimentos de diagnóstico e terapia de doenças que afetam a população mundial.
A pesquisa é um dos resultados de uma intensa pesquisa interdisciplinar sobre ortofosfatos que o CDMF vem desenvolvendo nos últimos 5 anos. Basicamente, são materiais sintéticos cuja composição e estrutura se assemelham aos dos componentes minerais presentes em ossos e dentes humanos, possuindo assim elevada biocompatibilidade. Além disso, apresentam baixo custo, pois são obtidos por rotas sintéticas simples e são constituídos basicamente de cálcio e fósforo, dois elementos abundantes na natureza.
Esses materiais apresentam multifuncionalidades, tendo potenciais aplicações já demonstradas para, por exemplo, utilização em dispositivos ópticos, na restauração do patrimônio histórico-cultural, como fragmentos de marfim procedentes de presas de mamute, além da recuperação de fachadas de suporte pétreo.
Em busca da interdisciplinaridade que o estudo exigia, o CDMF, dirigido pelo professor Elson Longo, do Departamento de Química (DQ) da UFSCar, buscou o estabelecimento de parcerias com o Centro de Pesquisas em Ótica e Fotônica (CEPOF), coordenado pelo professor Vanderlei Bagnato, do IFSC – USP, uma vez que o CEPOF possui profunda experiência na exploração de propriedades fotônicas de materiais para fins biomédicos com profissionais altamente qualificados.
O estudo, denominado “Designing biocompatible and multicolor fluorescent hydroxyapatite nanoparticles for cell-imaging applications” foi publicado na revista Materials Today Chemistry da família Materials Today da editora Elsevier. Além de Machado, o artigo tem como autores Ilaiáli Souza Leite, Natália Mayumi Inada, Máximo Siu Li, Jussara Soares da Silva, Juan Andrés, Héctor Beltrán-Mir, Eloisa Cordoncillo e Elson Longo.
CDMF
O CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
