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Nanotecnologias em Biomedicina
Ana Rita e Guilherme Oliveira
Curiosidades Descoberta atribuda a Donald Tomalia, em 1979, no
seu laboratrio no Instituto Molecular de Michigan Os dendrmeros
PAMAM (Poliamidoamina) foram dos primeiros a ser produzidos Tm uma
estrutura qumica perfeitamente definida As suas dimenses podem ser
manipuladas, o que possibilita o seu fcil Deslocamento pelo
corpo
Produo de dendrmerosMtodo divergente: crescem para fora a partir
de uma molcula central a molcula central reage com monmeros que
contm um grupo reactivo e dois inactivos que vo gerar o dendrmero
de primeira gerao a nova periferia da molcula activada com mais
monmeros e este processo repetido por vrias vezes e constri-se um
dendrmero camada aps camada.
Produo de dendrmerosMtodo convergente: foi desenvolvido para
responder s fraquezas da sntese divergente construdo com uma
abordagem stepwise , comeando pelo ncleo So realizadas duas operaes
principais: 1)acoplamento do monmero 2) transformao do grupo
terminal para criar uma nova superfcie reactiva e de seguida
acoplar um novo monmero
Constituio
O nmero de gerao o nmero de pontos focais (ponto de ramificao)
contando do ncleo para a superfcie
Biocompatibilidade Depende principalmente do tamanho e dos
grupos presentes no dendrmero Podem facilmente ser modificados para
obter propriedades biolgicas especficas Apresentam alguma
toxicidade (in vitro) devido presena de alguns grupos na sua
superfcie, por exemplo catinicos (ex: aminas primrias) ou de
cadeias apolares (deve-se possibilidade de rompimento da membrana
celular pela adeso inicial por atraco electroesttica pelos grupos
negativos da superfcie da clula) Teste mostraram que se os grupos
terminais fo carboxilo, hidroxilo ou acetil essa toxicidade no se
verifica In vivo foram obtidos resultados diferentes, sendo que um
dendrmero que se mostra txico num animal pode j no o ser noutro
Biopermeabilidade Fagocitados pelas clulas Atravessem o endotlio
por difuso restrita Estudos in vivo mostram que o tempo de
transporte dos vasos para os tecidos aumenta com o aumento do nmero
das geraes dos dendrmeros e do seu peso molecular
Aplicaes Preveno Diagnstico Monitorizao Tratamento
Vantagens Elevada densidade e um nmero bem definido de
funcionalidades de superfcie ; Actividades/propriedades fsicas,
qumicas e biolgicas melhoradas dos compostos ; ptima capacidade de
absoro celular que oferecem uma elevada eficincia e biocapacidade
para transportar frmacos Capacidade de controlar o nvel de droga no
organismo numa quantidade terapeuticamente aconselhvel Elevada
eficincia gnica permite a morte/salvamento de uma clula Preveno de
complicaes durante a terapia gnica
PAMAM
Aplicaes Farmacuticas1.1. Dendrmeros fornecedores de frmacos com
libertao controlada e direccionada
1.2 Dendrmeros transportadores de frmacos no solveis
1.3 Dendrmeros promotores da entrada de frmacos na clula
1.4 Dendrimeros funcionam como nano-frmacos
Aplicaes Farmacuticas1.1 Dendrmeros fornecedores de frmacos com
libertao controlada e direccionadaCaractersticas dos dendrmeros
para funcionarem como transportadores de frmacos: Estrutura
tri-dimensional bem definida Muitos grupos de superfcie funcionais
disponveis Sua capacidade de imitar Permitem uma fcil ligao de um
frmaco estrutura dentritica do dendrmero
Aplicaes Farmacuticas1.1 Dendrmeros fornecedores de frmacos com
libertao controlada e direccionada Exemplo:TRANSPORTE
Interior dos dendrmeros
Anexado aos grupos de superfcie
Aplicaes Farmacuticas1.2 Dendrmeros transportadores de frmacos
no solveisDendrmeros solveis em gua so capazes de se ligar e de
solubilizar pequenas molculas hidrofbicas com propridades
antifngicas ou antibacterianas.
O dendrmero formado por um ncleo hidrofbico e uma camada
superficial hidroflica, tornando-se possvel solubilizar um frmaco
insolvel pela sua incorporao dentro da estrurtura dendrtica,
Aplicaes Farmacuticas1.3 Dendrmeros promotores da entrada de
frmacos na clulaComplexos de dendrmero/frmaco podem ser mais
eficientemente transportados para o interior da clula do que quando
o frmaco administrado na sua forma pura
Ex.: um estudo mostrou que complexos dendrimero ibuprofeno
entraram mais rapidamente comparativamente com o composto isolado
((1 hora vs mais de 3 horas).
Aplicaes Farmacuticas1.4 Dendrimeros funcionam como nano-frmacos
Dendrmeros com grupos de superfcie modificados funcionam
eficientemente como frmacos antivirais contra vrus como o herpes
simplex e na preveno/reduo da transmisso do HIV. Inibem a adeso
inicial do vrus celula, ou mais tarde, a replicao do vrus,
diminuindo a produo viral.
Tratamento oncolgico Utilizao de clulas de linhagem KB,
usualmente presentes em carcinomas cervicais Utilizao de um PAMAM
G5-FI-FA, ou seja, de gerao 5, conjugado com FI (isotiocianato) e
cido flico (para ligao s clulas tumorais
Principais problemas: natureza dos tecidos biolgicos, que
absorve e difracta a luz, torna difcil a anlise de fluorescncia sem
procedimento invasivo
Tratamento oncolgico Testes in vivo em ratos Induzido um cancro
com clulas KB (injeco de 5 milhes de clulas) Cancro desenvolveu-se
por 2 semanas 14 horas aps a injeco dos denrmeros os tumores foram
cirurgicamente removidos e feitas as contagens TPF
Tratamento oncolgico
Exemplo de um dendrmero para utilizao em quimioterapia com
tripla funo: fluorescein (agente de deteco), cido flico (agente de
reconhecimento) e MTX (droga utilizada em quimioterapia)
Tratamento oncolgico
Dendrmeros desenvolvidos no Michigan Nanotechnology Institute
for Medicine and Biological Sciences (MNIMBS) Fazem: Reconhecimento
da clula da doena Diagnstico do estado da doena Drug delivery
Reportam a localizao Reportam o resultado da terapia
Tratamento oncolgicoEstudos in vivo em ratos: 1) Ratos que
receberam a droga convencional livre (matotrexato ou MTX) perderam
o cabelo (paragem da sntese proteca) perderam peso (toxicidade
geral) no houve reduo do tumor at ser administrada uma dose alta da
droga 2) Ratos que receberam a droga atravs do nanodispositivo: no
perderam o cabelo no perderam peso o tumor reduziu o seu tamanho
com uma dose baixa da droga
Vacinas de Nanoemulso
Concluses Futuro promissor devido s suas propriedades nicas
(alto grau de
ramificao, multivalncia) Fazer face aos problemas de baixa
solubilidade, biodisponibilidade e permeabilidade Optimizar a
entrega de frmacos a nvel celular Problemas de biocompatibilidade e
toxi cidade superado pela engenharia Produo de grande variedade de
estruturas com custo reduzido de produo
Bibliografia http://www.nano.med.umich.edu/Platforms/T
ecto-Dendrimers.html Majoros, Istvan, Dendrimer-based nanomedicine,
Pan Stanford http://www.dnanotech.com/ Boas, U., Christensen,J. B.,
Dendrimers in Medicine and Biotechnology
