CÉLULAS VIVAS CRIAM " MANTO DA INVISIBILIDADE " !!

O "manto da invisibilidade biológico" faz com que as biocápsulas apareçam

para o corpo como virtualmente naturais, inibindo qualquer processo de rejeição.

Manto da invisibilidade biológico

A busca por melhores formas de encapsular os medicamentos para que eles possam atingir as partes doentes do corpo tem levado os cientistas a desenvolver várias estratégias para que o organismo não rejeite o carregador e impeça que o medicamento chegue ao seu destino.

O Dr. Dayang Wang e seus colegas do Instituto Max Planck, na Alemanha, afirmam ter criado agora um verdadeiro "manto da invisibilidade biológico".

Em vez de nanopartículas e revestimentos biocompatíveis, eles decidiram usar células humanas vivas para revestir e proteger suas nanocápsulas.

As biocápsulas aparecem então para o corpo como virtualmente "naturais", ou seja, pertencentes ao próprio organismo, o que inibe qualquer processo de rejeição ou de efeitos colaterais causados pelas substâncias presentes no próprio carreador.

Revestimentos biocompatíveis

As nanocápsulas, totalmente envoltas por células vivas, possuem microcanais para a liberação das drogas ou de agentes de diagnóstico.

Até agora, a técnica mais eficiente para a criação de superfícies biocompatíveis consiste na aplicação de um polímero protetor, o polietileno glicol, ou PEG.

Embora fazendo avançar as pesquisas com nanocarreadores mesmo em organismos vivos, esses revestimentos sintéticos não conseguem escapar da ação dos macrófagos ou do sistema renal, podendo também aumentar o risco de efeitos colaterais químicos.

"As membranas celulares oferecem uma abordagem genérica e muito mais natural para os desafios de encapsulamento e entrega in vivo," escrevem os pesquisadores.

É por isso que Wang e seus colegas chamaram sua técnica de " manto da invisibilidade biológico".

É como se o revestimento mantivesse a nanocápsula "invisível" ao sistema de defesa do organismo.

Com isso, o sistema consegue manter as substâncias no organismo por muito mais tempo, um tempo suficiente para que elas atinjam seu alvo e cumpram seu papel terapêutico ou de análise.

Biocompatibilidade

A biocompatibilidade é de suma importância para a entrega de medicamentos, para a marcação de tumores para que eles apareçam nas imagens médicas e na aplicação in vivo de biossondas nanométricas.

"Aqui aproveitamos pela primeira vez células vivas como 'fábricas' para produzir membranas celulares em cápsulas para o armazenamento e entrega de medicamentos, nanopartículas, e outros biomarcadores," escrevem os pesquisadores.

"Além disso, demonstramos que os canais protéicos incorporados nas novas cápsulas podem ser utilizados para a liberação controlada dos reagentes encapsulados," concluem eles.

LASER VIVO : CÉLULA HUMANA EMITE RAIOS LASER !!

O laser biológico será útil para a criação de interfaces

entre a eletrônica e os organismos biológicos,

incluindo as próteses inteligentes,

as interfaces neurais e os exoesqueletos.

Cientistas criaram um laser vivo, dando a uma célula humana a capacidade para emitir luz laser.

Embora encontrando cada vez mais usos na área da saúde, a emissão dos raios laser sempre esteve associada com materiais inertes, como cristais, espelhos e lentes.

Agora, pela primeira vez, cientistas demonstraram que um organismo biológico é capaz de emitir laser.

Laser vivo

Malte Gather e Seok Hyun Yun, trabalhando juntos no Hospital Geral de Massachusetts, nos Estados Unidos, modificaram geneticamente uma célula para que ela expressasse a proteína fluorescente verde, a chamada GFP (Green Fluorescent Protein).

A luz emitida por essa proteína é não-coerente - como a luz de uma lâmpada. Mas os cientistas transformaram-na na base para a geração da luz laser a partir da célula onde ela está implantada.

O isolamento da GFP valeu o Prêmio Nobel de Química de 2008 aos cientistas que trabalharam para que ela se tornasse um instrumento incomparável nas pesquisas biológicas e médicas e uma das principais ferramentas da engenharia genética.

Os dois pesquisadores agora usaram essa proteína para amplificar os fótons, transformando uma única célula em uma fonte de laser, que emite pulsos com duração de alguns nanossegundos cada um.

Os lasers pulsados são importantes em aplicações que vão dos vídeos holográficos à destruição de vírus no sangue, embora ainda não esteja claro se o laser vivo poderá ter utilidade tão ampla.

O laser celular foi montado colocando uma única célula

em uma microcavidade composta

por dois espelhos altamente reflexivos,

espaçados por 20 milionésimos de metro.

Laser biológico

Os dois pesquisadores montaram um dispositivo composto de um cilindro de 2,5 centímetros de comprimento, com espelhos em cada uma das extremidades, preenchido com uma solução de GFP em água.

Depois de confirmarem de que a solução de GFP é capaz de amplificar uma energia de entrada - um outro laser de luz azul - para produzir seus próprios pulsos de luz laser, os pesquisadores estimaram a concentração de GFP necessária para produzir o efeito laser.

O passo seguinte foi desenvolver uma linhagem de células humanas expressando a GFP nos níveis necessários - os cientistas usaram células embrionárias do rim humano.

O laser celular foi montado colocando uma única célula expressando a GFP - com um diâmetro entre 15 e 20 milionésimos de metro - em uma microcavidade composta por dois espelhos altamente reflexivos, espaçados por 20 milionésimos de metro.

Uma descoberta inesperada foi que o próprio formato circular da célula funcionou como uma lente, focalizando a luz e induzindo a emissão de luz laser em níveis de energia mais baixos do que aqueles do dispositivo inicial baseado na solução de GFP.

Curiosidade de cientista

" Desde que foram desenvolvidos cerca de 50 anos atrás, os lasers têm sido construídos com materiais tais como cristais, corantes e gases purificados como meio de ganho óptico, dentro dos quais pulsos de fótons são amplificados enquanto refletem-se continuamente entre dois espelhos", comenta Yun. "O nosso trabalho é o primeiro relato de um laser biológico baseado em uma única célula viva. "

Para seu colega Malte Gather, o grande motivador da pesquisa foi a curiosidade científica de saber se o laser era algo absolutamente artificial ou se essa emissão coerente de luz poderia ser feita no interior de organismos vivos.

A GFP - que é uma proteína encontrada originalmente em algumas espécies de medusa - mostrou-se interessante para a pesquisa porque ela pode ser induzida a emitir luz sem que seja necessário usar enzimas adicionais.

Uma descoberta inesperada

foi que o próprio formato circular

da célula funcionou como uma lente,

diminuindo o nível de energia

necessário para emissão do laser.

Terapias fotodinâmicas

As células usadas no laser biológico sobreviveram ao processo de produção da luz laser, chegando a produzir centenas de pulsos.

" Embora os pulsos individuais de laser durem apenas alguns nanossegundos, eles são brilhantes o suficiente para serem facilmente detectados, com informações úteis que podem representar formas totalmente novas de analisar as propriedades de um grande número de células de forma quase instantânea ", afirma Yun.

A possibilidade de gerar laser a partir de uma fonte totalmente biológica poderá dar um novo impulso às promissoras terapias fotodinâmicas - uma das mais eficientes, por exemplo, para a eliminação do câncer de pele.

Comunicação óptica celular

" Um dos nossos objetivos a longo prazo será encontrar formas de levar as comunicações ópticas e a computação, feitas atualmente com dispositivos eletrônicos inertes, para a esfera da biotecnologia," acrescenta Gather.

Isto poderá ser particularmente útil para a criação de interfaces entre a eletrônica e os organismos biológicos, o que inclui as próteses inteligentes, as interfaces neurais e os exoesqueletos.

O próximo passo da pesquisa será tentar implantar os espelhos dentro da própria célula, criando um laser biológico autocontido e totalmente portável.

NANOTUBOS FLUORESCENTES SIMULAM TRANSPARÊNCIA DE ANIMAL VIVO !!

A nova técnica alcança vários centímetros

com grande precisão - e centímetros,

no caso do corpo de um camundongo,

significa praticamente ter uma imagem

tridimensional de todo o seu interior,

quase como se ele fosse transparente.

Transparência simulada

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, criaram uma nova técnica de imageamento que usa nanotubos de carbonofluorescentes para enxergar dentro do corpo de um animal vivo.

Permitindo enxergar até vários centímetros dentro do corpo de um animal de laboratório, a técnica tem um impacto direto no desenvolvimento de novos medicamentos.

Uma fase essencial nas pesquisas de novos medicamentos envolve o teste dos candidatos a fármacos em animais. E, para ver os efeitos dessas drogas é essencial ver o comportamento dos órgãos dos animais vivos.

As técnicas atuais usam contrastes que produzem imagens com profundidade na casa dos milímetros.

A nova técnica alcança vários centímetros com grande precisão - e centímetros, no caso do corpo de um camundongo, significa praticamente ter uma imagem tridimensional de todo o seu interior, quase como se ele fosse transparente.

Rastreador de medicamentos

" Nós já usamos nanotubos de carbono similares para transportar medicamentos para tratar câncer nos testes com animais de laboratório, mas é necessário saber onde o medicamento realmente chegou, certo?" explica o Dr. Hongjie Dai, coordenador da pesquisa.

"Com os nanotubos fluorescentes, nós podemos despachar os medicamentos e gerar imagens simultaneamente, em tempo real, para avaliar a precisão da droga em atingir seu alvo," explica.

Depois de injetados na corrente sanguínea, os nanotubos fluorescem sob a ação da luz de um laser de baixa potência dirigido sobre o animal. Os raios re-emitidos, na faixa do infravermelho próximo, são capturados por um sensor especial.

A vantagem em relação aos contrastes atuais está justamente nessa frequência de fluorescência. Os tecidos biológicos fluorescem naturalmente em um comprimento de onda de 900 nanômetros, que é a mesma faixa dos corantes fluorescentes orgânicos biocompatíveis.

Isso significa que a imagem gerada tem uma fluorescência de fundo, gerada pelos próprios tecidos, que torna a imagem borrada e de pouco uso quando se necessita de alta precisão.

Os nanotubos usados pela equipe fluorescem entre 1.000 e 1.400 nanômetros, praticamente eliminando esse "ruído de fundo".

Parece transparente

A imagem recebe um pós-tratamento em computador, por meio de uma técnica chamada análise de componente principal, que permite um mapeamento muito preciso dos órgãos internos do animal separando as pequenas diferenças de fluorescência entre nanotubos com diversas propriedades, que são misturados na injeção.

"Quando você olha para essas imagens, parece que o animal adquiriu uma espécie de transparência," diz Dai.

Como a medicação está agregada aos nanotubos, a imagem mostra exatamente onde o medicamento está atuando, acelerando muito as pesquisas.