Nanopartícula que pode inativar vírus HIV é criada por brasileiros !

nanoparticula hiv

Para que um vírus, se reproduza no organismo, deverá passar por um processo de adsorção (ligação) das suas partículas às células infectadas, conectando-se a receptores da membrana celular. Com a finalidade de impedir essa ligação, pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) desenvolveram uma estratégia que utiliza nanopartículas carregadas de grupos químicos capazes de atrair os vírus. Com isso liga-se a eles ocupando as vias de adsorção que seriam utilizadas nos receptores celulares.

Já com sua superfície ocupada pelos grupos químicos carregados pelas nanopartículas, o vírus fica incapacitado de realizar ligações com as células do organismo. A estratégia inovadora de inativação viral foi desenvolvida no âmbito da pesquisa. “Funcionalização de nanopartículas: aumentando a interação biológica”, realizada com o apoio da FAPESP e coordenada por Mateus Borba Cardoso.

Do que se trata

Trata-se do primeiro estudo que demonstra inativação viral baseada em química de superfície de nanopartículas funcionalizadas.

“Esse mecanismo de inibição viral se dá por meio da modificação de nanopartículas em laboratório, atribuindo-se funções à sua superfície pela adição de grupos químicos capazes de atrair as partículas virais e se conectar a elas. Esse efeito estérico, relacionado ao fato de cada átomo dentro de uma molécula ocupar uma determinada quantidade de espaço na superfície, impede que o vírus chegue até o alvo, as células, e se ligue a ele, porque já está ‘ocupado’ pela nanopartícula”, explica Cardoso.

A inovação

Pesquisadores sintetizaram nanopartículas de sílica, componente químico de diversos minerais, com propriedades superficiais distintas. A partir disso puderam avaliar sua biocompatibilidade com dois tipos de vírus.

A eficácia antiviral foi avaliada em testes in vitro, com os vírus HIV e VSV-G, infectando células do tipo HEK 293. Uma cultura celular originalmente composta de células de um rim pertencente a um embrião humano. As partículas virais foram preparadas para expressar uma proteína fluorescente que muda a coloração das células infectadas. Assim permite que os pesquisadores “sigam” a infecção.

A inovação segue a mesma estratégia já adotada pelos pesquisadores na funcionalização de nanopartículas que levam medicamentos quimioterápicos em altas concentrações até as células cancerígenas. Isso evita que as saudáveis sejam atingidas e minimizando os efeitos adversos da quimioterapia.

O processo da Nanopartículas de Sílica

As nanopartículas de sílica foram escolhidas mais uma vez por conta da sua porosidade. Isso permite uma boa funcionalização de sua superfície por meio da adição de grupos químicos em seus poros.

Após sintetizadas, essas partículas passam por reações necessárias. Desse modo, sua superfície será funcionalizada de acordo com as afinidades químicas dos vírus. Grupos químicos específicos foram inseridos na superfície das partículas para que as proteínas virais sejam naturalmente atraídas por elas.

Após esse processo, os pesquisadores deram início à caracterização das nanopartículas. Assim realizam medições de tamanho e checam se a funcionalização estava correta. Para isso, utilizam um arsenal de técnicas, desde microscopia a análises do potencial zeta a carga superficial das partículas.

Com as informações sobre a carga foi possível correlacioná-la aos dados já conhecidos do envelope viral. A composição química do que está na superfície do vírus, aumentando as chances de as nanopartículas serem ancoradas em determinadas regiões dele.

Também foi utilizada a técnica de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS, na sigla em inglês). Por meio de radiação gerada pelo acelerador de partículas do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), integrante do CNPEM, os pesquisadores utilizam a técnica para enxergar e estudar a forma e a organização espacial de objetos em proporções nanométricas. No caso, as nanopartículas de sílica funcionalizadas.

“As nanopartículas devidamente funcionalizadas e as partículas virais passaram, então, por um tempo de incubação para que interagissem umas com as outras em função das propriedades de superfície de ambas. Quando existe muita atração, provocada pelos grupos químicos presentes na superfície das nanopartículas, a preferência do vírus é de se ligar a elas, não às células”, conta Cardoso.

A funcionalização das nanopartículas, os estudos sobre sua carga e outras propriedades e o período de incubação, tudo completo. Por fim, os pesquisadores realizaram os testes in vitro. Assim infectou as células HEK 293 com os vírus HIV e VSV-G preparados para expressar a proteína fluorescente.

Os resultados obtidos

Através de microscopia de fluorescência foi possível acompanhar a infecção e também as células que não foram atingidas por ela. Utilizou-se a citometria de fluxo, tecnologia capaz de analisar simultaneamente diversos parâmetros de células ou partículas em suspensão. Com isso os pesquisadores puderam contar as células positivas e negativas frente à exposição ao vírus.

Como resultado pode observar que, as nanopartículas chegaram a reduzir a infecção viral em até 50%. Isso demonstra a eficiência da estratégia.

“Esse resultado poderia chegar a 100% se aumentássemos a quantidade de nanopartículas funcionalizadas no período de incubação, mas os testes são realizados em uma faixa otimizada de inativação viral, para que possam ser observados os efeitos nas células atingidas pelos vírus, realçando as diferenças para fins de comparação”, diz o pesquisador.

Os testes também permitiram verificar que durante o processo a morfologia celular foi mantida, sem que as nanopartículas a influenciassem.

Segundo Cardoso, a estratégia poderia ser utilizada, na detecção e eliminação de vírus em bolsas de sangue antes de transfusões. Para isso, estão sendo estudadas nanopartículas magnéticas que, dentro do meio sanguíneo contido na bolsa, se ligariam aos vírus, inativando-os. E posteriormente seriam separadas do sangue por um ímã, levando consigo as partículas virais.

Há uma afinidade entre os grupos químicos carregados pelas nanopartículas e as partículas virais. Assim também poderia servir ao desenvolvimento de novas técnicas de detecção do HIV e de outros vírus.

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