Os Nanotubos de Carbono e sua interação com o sistema imunológico

Por: Lucas Vasconcelos Soares Costa (Mestrando/PPIPA) e Leticia Santos Pimentel (Mestranda/IBTEC)

Os nanotubos de carbono (CNT), descobertos pelo físico japonês Sumio Iijima em 1991, são alótropos de carbono de forma tubular, mais de mil vezes menores do que um fio de cabelo. Sua estrutura é formada por átomos de carbono ligados a outros três em formato hexagonal. Por conta das fortes ligações C-C híbridas sp², presentes em sua composição, possuem uma incrível resistência mecânica, sendo assim um dos materiais mais resistentes encontrados. Eles são classificados de acordo com o número de camadas que possuem, sendo nanotubos de carbono de parede simples (SWCNT) ou de paredes múltiplas (NWCNT), o que lhes confere diferentes características.

Apesar de serem insolúveis em água e não possuírem afinidade celular, estes parâmetros podem ser facilmente alterados com a adição de moléculas hidrofílicas na superfície dos nanotubos, processo chamado de funcionalização. Desta forma, eles podem facilmente atravessar a membrana de células ou serem conjugados com alguma molécula de interesse em sua superfície.

É sabido que os nanotubos possuem a capacidade de interagir com células imunes, sendo que investigações estão sendo realizadas buscando detalhar esta interação. Grande parte destes estudos mostram esta interação com um tipo celular específico, majoritariamente com macrófagos, geralmente para avaliar citotoxidade e biocompatibilidade. Recentemente também foram iniciado estudos mostrando que os nanotubos funcionais conseguem interagir em diferentes cascatas inflamatórias.

Além disto, devido a sua alta estabilidade química e ampla área de superfície, estes materiais são excelentes para entrega de moléculas no citoplasma das células. Proteínas, peptídeos, anticorpos, DNA, dentre outras moléculas podem ser conjugadas aos nanotubos de forma reversível e serem liberados uma vez que o nanotubo adentrou a célula.

Nanotubos de carbono podem ser conjugados a moléculas de interesse e internalizados por células do sistema imunológico, como macrófagos e células dendríticas. Após internalizados, essas células processarão as moléculas acopladas aos nanotubos e apresenta-las às células T através dos complexos de superfície MHC de classe I ou classe II. O MHC de classe I irá induzir principalmente a resposta imune celular citotóxica de células CD8+, com a produção de citocinas, como IFN-γ, TNF-α e IL-12. O MHC de classe II irá induzir a resposta imune de células T auxiliares CD4+, caracterizada principalmente pela atuação de anticorpos.

Esta característica abre portas para uma infinidade de possibilidades na prevenção e terapia de doenças utilizando nanotubos, e já existem trabalhos em que desenvolvem vacinas para doenças infecciosas e cânceres. Muitos acreditam que este é o futuro da farmacologia, já que os nanotubos diminuem os efeitos colaterais por serem eficazes e específicos. Nos resta ficar atentos as cenas dos próximos capítulos!

Referências

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