Nanotehnologia a înregistrat progrese majore în ultimii ani, contribuind la facilitarea progreselor tehnologice „revoluționare” și la revitalizarea creșterii economice. Utilizarea în siguranţă a nanomateriale a deschis perspectiva utilizării pentru terapii anti-tumorale. Cu toate acestea, evaluarea riscurilor utilizării nanomaterialelor este dificil de generalizat, având în vedere faptul că unele pot fi toxice, iar altele nu.

Roxana Cristina Popescu, student doctorand al Universității Politehnica București, lucrează ca inginer în cadrul Institutului Național de Cercetare pentru Fizică și Inginerie Nucleară “Horia Hulubei”. Tematica cercetării sale vizează design-ul, obținerea și evaluarea unor nanobiomateriale multifuncționale pentru terapia anti-tumorală. Momentan, îşi desfășoară activitatea în cadrul Universității Heidelberg, Facultatea de Medicină din Mannheim, în cadrul unui grant de cercetare pentru tineri cercetători oferit de DAAD.

În interviul acordat lui Vladimir Adrian Costea, pentru Europunkt, Roxana Cristina Popescu ne oferă o imagine de ansamblu în legătură cu perspectivele şi provocările privind design-ul, obținerea și evaluarea unor nanobiomateriale multifuncționale pentru terapia anti-tumorală.

 13083359_1273513126011768_7272457839602400970_n

Vladimir Adrian Costea: Pentru început, te rog să ne prezinți ce știm în momentul de faţă despre nanobiomateriale multifuncționale. Care sunt funcțiile pe care le exercită în cadrul organismului?

Roxana Cristina Popescu: Nanobiomaterialele multifuncționale sunt materiale care au cel puțin o dimensiune de ordin nanometric (de exemplu particule sferice cu diametrul sub 100 nm), ce pot să îndeplinească mai multe funcții, sub acțiunea unui stimul extern (o schimbare a proprietăților mediului, un anumit tip de radiație, etc.). Funcțiile sunt diverse și depind de aplicația finală. Spre exemplu, noi vrem să introducem o funcție de transport direcționat a unei substanțe active în zona tumorală, care să fie eliberată din nanobiomaterial, doar atunci când întâlnește un mediu acid (așa cum este micromediul tumoral).

Care sunt schimbările pe care nanobiomateriale multifuncționale le poate “genera” în cadrul organismului?

Depind de mulți factori. Putem avea atât schimbări pozitive, cât și negative. Desigur, noi dorim să aducem schimbări pozitive, dorim să producem moartea celulelor tumorale, reducând efectele adverse pe care le pot provoca terapiile anti-tumorale convenționale. Spre exemplu, în chimioterapie: dorim să reducem cantitatea de medicament administrată, substanța activă să fie transportată prin intermediul unui „cărăuș”, direct în zona tumorală, pentru a evita expunerea organelor sănătoase.

Care este modul de obţinere şi evaluare a unor nanobiomateriale multifuncționale în vederea folosirii pentru terapia anti-tumorală?

Pentru obținerea nanobiomaterialelor multifuncționale, putem alege dintr-o gamă largă de metode fizice, chimice, biologice, chiar. Noi utilizăm metode chimice.

În ceea ce privește evaluarea, pentru aceasta trebuie realizată pe mai multe modele, a căror relevanță crește treptat. Prin relevanță, mă refer la cât de bine mimează acel model corpul omenesc și funcțiile acestea, la nivel local (avem un model pentru o tumoră – o cultură de celule tumorale într-un vas Petri) sau la nivel sistemic (avem un model pentru circulația sistemică și sistemul imunitar – modelul animal).

Actualmente, se încearcă foarte mult minimizarea numărului de animale implicate în experimente. Personal, nu sunt de acord cu efectuarea experimentelor pe animale, însă îmi dau seama că nu există ceva care să poată simula mai bine condițiile complexe ce există în corpul uman. Pentru aceasta, comunitatea științifică încearcă să dezvolte tot felul de modele in vitro (culturi de celule), care să mimeze cât mai bine din punct de vedere arhitectonic sau funcțional anumite organe sau structuri din corp. Cel mai simplu exemplu ar fi culturile 3D de celule, care încearcă să mimeze din punct de vedere arhitectonic o anumită structură.

Care sunt principalele dispute în cadrul cercetărilor medicale cu privire la identificarea modului în care se dezvoltă nanobiomateriale multifuncționale?

Principalele dispute sunt legate chiar de utilizarea unui nano-material. Acestea au fost descoperite și sunt studiate de relativ puțin timp (în ceea ce privește interacția lor cu organismele vii), au fost semnalizate efecte toxice puternice pe care le pot produce, dar depinde foarte mult de tipul lor și modul de obținere.

În ceea ce privește dezvoltarea nanobiomaterialelor multifuncționale, se încearcă utilizarea de metode din care să rezulte cât mai puține reziduuri periculoase pentru mediu, produsul final să fie păstrat în condiții cât mai sigure (în recipiente și zone de depozitare sigure, să fie desfăcut și utilizat în zone de lucru protejate – de exemplu într-o hotă chimică). Desigur, se încearcă să se obțină un produs final cât mai puțin periculos și mai biocompatibil (pentru nanobiomaterialele funcționale cu aplicații medicale).

Care sunt obstacolele pe care le întâmpină cercetătorii în raport cu înțelegerea “comportamentului” nanobiomaterialelor multifuncționale?

Cred că principalul obtacol ar fi legat de efectele pe termen lung (mai mult de 10 ani). În afară de toxicitatea la micro si nanomateriale de tip silicaţi (de exemplu boala numită silicoză, cunoscută datorită expunerii sistemice la materiale pe bază de siliciu) nu avem multe date despre toxicitatea pe termen lung a nanomaterialelor.

La nivel mai redus, se încearcă să se elucideze mecanisme moleculare ale nanomaterialelor asupra structurilor vii, pe termen scurt sau mediu, care ar putea avea urmări pe termen lung. Un exemplu ar fi efectele asupra materialului genetic, care pot duce fie direct la moartea celulară, fie ADN-ul poate să se repare incomplet și să apară mutații (modificări de funcții) sau o moarte întârziată.

Care sunt perspectivele și provocările pe care le identifici în cadrul cercetărilor științifice din domeniul medical cu privire la identificarea funcțiilor nanobiomaterialelor multifuncționale?

Ideea de a dezvolta nanobiomateriale multifuncționale pentru aplicații biomedicale este aceea că noi putem să stabilim ce funcție au în organism, depinzând de aplicația finală. Provocarea cea mai mare este să fim capabili să inducem acest lucru.

 

Tags: , , , ,

 

fără comentarii

Fii primul care comentează

Lasă un comentariu