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Possibilidades em nanotecnologia farmacêutica contra infecções virais | Colunista

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SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-CoV-2 são vírus da família Coronavírus (CoVs) que nas últimas décadas colocaram em risco a vida humana e se tornaram um desafio à saúde pública em todo o mundo, tanto pela sua facilidade enorme de disseminação quanto pelas taxas de morbidade que a acompanham.

As infecções virais como um todo abrangem complexos estágios em seu ciclo de vida como alterações na dinâmica da replicação viral, presença em compartimentos subcelulares variados, desenvolvimento rápido de resistência aos medicamentos, além da viabilidade de infecções virais latentes em compartimentos biológicos de difícil acesso.

Várias propostas de agentes antivirais contra o SARS-CoV-2 estão sob avaliação de ensaios clínicos hoje, mas são apenas estágios iniciais e questões cruciais como farmacocinética, disponibilidade do medicamento e potenciais efeitos adversos ainda devem ser estudados com cuidado.

Soluções inovadoras contra infecções virais

A nanotecnologia farmacêutica se encaixa nesse contexto com aplicações multifuncionais para bioengenharia e administração de medicamentos que resolveria problemas críticos relacionados à detecção, prevenção e tratamento de infecções virais.

Atualmente os pesquisadores dessa área estão se concentrando em estudos para encontrar nanobiomateriais e matrizes inovadoras para projetar sistemas de liberação controlada e direcionamento de entrega de fármacos, nanovacinas e nanobiosensores contra vírus patogênicos.

Os nanomateriais podem ser considerados uma opção, especialmente contra os CoVs, pela sua capacidade de entrar com facilidade na célula, interagir com os vírus e evitar a replicação do material genético viral. Também podem ser utilizadas para reverter a resistência viral, melhorar a biodisponibilidade de fármacos e reduzir a toxicidade de medicamentos antivirais convencionais.

Possibilidades para o tratamento das viroses

Ao longo das últimas décadas, a nanociência tem colaborado de diversas formas no combate às viroses: fazendo a entrega de fármacos em locais alvo sem expor as células saudáveis, detectando estágios iniciais de infecções virais através de imagens altamente sensíveis e também atravessando barreiras imunológicas ou celulares de maneira eficiente, como outras formas farmacêuticas não são capazes de fazer.

Estratégias atuais para o tratamento de MERS-CoV incorporam associações de fármacos como corticosteróides, intérferon, ribavirina e anticorpos monoclonais. As nanopartículas (NP) podem ser uma estratégia para co-transportar antígenos acompanhados de numerosos adjuvantes antivirais. A segmentação ativa é um requisito significativo para o tratamento de infecções virais, uma vez que uma combinação de fármacos pode ser necessária para garantir o sucesso do tratamento, principalmente quando a infecção está localizada em regiões subcelulares específicas e de difícil acesso.

Diagnóstico das viroses no organismo

Outro foco das pesquisas em nanotecnologia farmacêutica é a detecção dos vírus no organismo humano. Nanopartículas de ouro (NPAu) e Pontos Quânticos (Quantum Dots – QDs) são componentes chave no avanço do diagnóstico de doenças respiratórias virais. Outras nanopartículas como NP metálicas, NP de sílica, óxido de grafeno, NP poliméricas e nanotubos de carbono estão sendo estudadas para a
detecção de vírus.

Estruturas bio-híbridas são inovações nanoestruturadas para a detecção de vírus que incluem biomoléculas derivadas do próprio vírus como anticorpos, antígenos, DNA ou RNA conjugados na superfície da NP, que permite a detecção viral de forma rápida, sensível, direta e fácil.

Um estudo já publicado desenvolveu um biossensor para detecção de SARS-CoV-2 via hibridação de ácido nucleico em NP de ouro acopladas com receptores de DNA complementares. O biossensor mostrou uma sensibilidade notável em concentrações muito baixas de SARS-CoV-2, incluindo o reconhecimento do alvo específico mesmo em amostras com misturas multigênicas.

Nanovacinas

Há uma necessidade crescente do desenvolvimento de uma nova geração de vacinas mais modernas, novas estratégias de vacinação e programas de imunização mais atuais que melhorariam a eficácia de vacinas virais, e a nanotecnologia emerge como uma promessa com inúmeras vantagens.

Nanocarreadores como lipossomas, nanocarreadores lipídicos sólidos, NP metálicas, dendrímeros e VLPs (viral like particles – partículas semelhantes a vírus) têm sido estudados como adjuvantes para vacinas por possuírem características estruturais e químicas que aumentam a sua imunogenicidade. Hoje, já existe uma nanovacina do tipo VLP licenciada para uso humano: o antígeno de superfície da Hepatite B – HbsAg.

O sistema de entrega nanoestruturada teria a capacidade de proteger a nanovacina contra degradação prematura, aumentar sua estabilidade, além de controlar de forma eficiente a entrega direcionada dos imunógenos às células apresentadoras de antígenos.

As células imunológicas expressam diversos receptores de superfície, que podem servir como alvo para as nanovacinas, incitando tecidos específicos a reações imunes robustas. Já foi demostrado em estudo publicado que a vacinação de camundongos poderia produzir quantidades suficientes de anticorpos neutralizantes contra SARS-CoV e MERS-CoV, no entanto, isso não fornece resposta geral anti-CoV para proteção contra múltiplos CoVs.

Prevê-se que as vacinas baseadas em NP (ou nanovacinas) sejam mais efetivas, seguras, econômicas e convenientes que as vacinas convencionais se os seguintes objetivos forem alcançados: estabilização à temperatura ambiente via encapsulamento, exploração de vias de administração substituíveis ou intercambiáveis, e liberação controlada em um local específico.

Conclusões

A incorporação da nanociência para o tratamento de doenças infecciosas virais oferece novas oportunidades para superar os desafios existentes nas terapias medicamentosas convencionais e um grande potencial rumo ao avanço de novas terapias nanoestruturadas e técnicas para diagnósticos, que são urgentemente necessárias.

Os nanomateriais parecem exercer suas atividades antivirais em diferentes mecanismos, tornando-os ferramentas atraentes para a busca de inovações nesse campo. Para alguns vírus, incluindo CoVs e síndrome da imunodeficiência adquirida (HIV / AIDS), atualmente não há vacinas efetivas acessíveis, tornando a detecção viral e o tratamento dessas infecções uma necessidade crítica.

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Referências

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