Notícia

Luz na braquiterapia: produção de nanopartículas com laser começa a ser estudada no IPEN/CNEN

Fonte

IPEN | Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

Data

segunda-feira, 19 abril 2021 06:35

Áreas

Medicina Nuclear. Oncologia. Radioterapia.

A produção de nanopartículas para braquiterapia utilizando laser de femtossegundos começou a ser pesquisada no Centro de Lasers e Aplicações (CELAP) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN) em 2020 e já apresenta resultados preliminares bastante promissores. O objetivo é produzir uma nanopartícula de ouro, que facilitará outras etapas da produção de nanofontes que o Instituto pretende disponibilizar para aplicação em saúde, especificamente no tratamento de alguns tipos de câncer.

Os experimentos iniciais foram conduzidos pelos pesquisadores Dr. Wagner de Rossi, Dr. Marcus Paulo Raele e Noé Machado, doutorando em Tecnologia Nuclear, no Laboratório Multiusuário de Microusinagem com Laser de Pulsos Ultracurtos, e levaram à formação de nanopartículas de ouro com tamanho médio de 110nm (nanômetros).

“O desafio, agora, é reduzir essas nanopartículas para um tamanho inferior a 25nm. O doutorado do Noé consiste justamente em estudar todos os parâmetros ideais para a produção de nanopartículas com laser de femtossegundos. Embora nanopartículas possam ser produzidas através do método de redução química, as superfícies destas são comumente contaminadas com subprodutos da reação, podendo interferir na aplicação final desses nanomateriais. O laser é um meio de produção muito limpo porque utiliza somente a luz e o material que você ablaciona”, afirmou o Dr. Marcus Paulo Raele.

Ablação a laser é o processo de remoção de material de uma superfície sólida a partir de sua irradiação com um feixe laser. Na pesquisa de Noé Machado, a técnica emprega pulsos de femtossegundos para realizar ablação de um alvo sólido de ouro imerso em um meio líquido, promovendo a formação das nanopartículas. Uma grande vantagem de não contaminar a superfície das nanopartículas, segundo o doutorando, é em relação a toxicidade, o que as tornam viáveis para diversas aplicações biológicas.

“Um diferencial ainda mais específico é a utilização de laser de pulsos ultracurtos que, diferentemente dos lasers de pulsos mais longos, muito utilizados para produção de nanopartículas, não produz efeitos térmicos importantes que alteram a estrutura do material ablacionado e produzem aglomerados líquidos que se solidificam no meio aquoso gerando uma grande dispersão de tamanhos”, explicou o Dr. Wagtner de Rossi.

Em síntese, os experimentos buscam compreender e controlar os fenômenos que ocorrem na interação da radiação laser de femtossegundos com o metal, no caso o ouro, para então poder obter nanopartículas com dimensão e distribuição de tamanho conforme desejado. Determinar quais os parâmetros importantes de irradiação com o laser para obtenção de nanopartículas em uma faixa de tamanho ideal para aplicações em nanobraquiterapia é objetivo do estudo, de acordo com o Dr. Wagner de Rossi e Dr. Marcus Raele, orientadores da pesquisa.

Tratamento de câncer é a meta

A braquiterapia é um tipo de radioterapia na qual um material radioativo é inserido dentro ou próximo ao órgão a ser tratado. Para isso, são utilizadas fontes radioativas específicas, pequenas e de diferentes formas. O prefixo “braqui” vem do grego e se refere à curta distância. A vantagem dessa técnica, se comparada ao tratamento convencional – radioterapia externa, é que preserva os tecidos sadios que se encontram entre a saída do feixe de radiação e o alvo (tumor).

O IPEN/CNEN é o pioneiro, no Brasil, no desenvolvimento e produção de fontes para braquiterapia. O Laboratório de Produção de Fontes Radioativas para Radioterapia, do Centro de Tecnologia das Radiações (CETER), coordenado pela Dra. Maria Elisa Chuery Rostelato, vem desenvolvendo pesquisas com sementes de iodo-125 para tratamento de câncer de próstata e como localizador alvo para cirurgia de mama, reduzindo os riscos de morbidade e também os custos para os sistemas de saúde no país.

A nanobraquiterapia, uma espécie de “evolução” da braquiterapia, é a aposta do IPEN/CNEN para se tornar liderança nacional nessa área e, quem sabe, internacional, considerando-se que há apenas mais dois institutos trabalhando nessa linha de pesquisa no mundo. O grupo coordenado pela Dra. Maria Rostelado já produziu nanopartículas radioativas pelo método químico e as funcionalizou, para que não se agreguem de novo. O próximo passo é saber se, na escala nano, ele conserva suas propriedades, o que será possível com a caraterização do material.

Por enquanto, a pesquisa está utilizando apenas isótopos do ouro. O método “mais limpo”, utilizando laser de femtossegundos, seria o “diferencial” das nanopartículas produzidas no IPEN/CNEN. Noé Machado ressalta a importância da colaboração entre o Centro de Laser e o Centro de Tecnologia das Radiações para o alcance dos objetivos. “Nossa expectativa é a geração de um resultado com aplicação social, no caso, um produto. A Dra. Rostelato, referência na área de braquiterapia, também vai muito por esse caminho”, disse o doutorando.

“Em relação aos tipos tumorais, é tudo muito novo. Imagino que seja uma possibilidade de tratamento para ampla gama de tumores, porém, ainda não há os estudos referentes à parte biológica, os testes in vitro e in vivo ainda não começaram no IPEN, estamos na fase de aprender e aprimorar a produção das nanopartículas. O mais importante, no nosso caso, é poder oferecer um método alternativo, a ablação por laser de femtossegundos, sem utilização de material químico que eventualmente possa afetar a aplicação final”, concluiu Noé Machado.

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Fonte: Assessoria de Comunicação, IPEN. Imagem: Divulgação, IPEN.

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