Nanopartículas no tratamento de lesões cerebrais traumáticas
A lesão cerebral traumática (LCT) é um trauma causado por uma força externa na região da cabeça que altera a estrutura e função normal do cérebro. A LCT é considerada uma das principais causas de morte ou incapacidade permanente, com aproximadamente 10 milhões de pessoas atingidas anualmente em todo o mundo. Após a lesão cerebral, é desencadeada uma série de eventos secundários que comprometem o tecido cerebral, como inflamação intensa, ativação de células gliais, os quais estão envolvidos na formação de cicatrizes que afetam a função cerebral e perda progressiva de neurônios. Por outro lado, terapias envolvendo estimulação elétrica e regulação genética têm se mostrado promissoras no tratamento de reparo das funções neuronais, uma vez que a expressão desregulada de microRNAs está associada à inibição do crescimento de neurônios e da regeneração dos axônios. No entanto, problemas relacionados à entrega eficiente das terapias no cérebro e ao controle preciso da atividade neuronal limitam o tratamento. Nesse sentido, pesquisadores da Universidade Nacional Tsing Hua (Taiwan) desenvolveram uma estrutura eletrônica adaptável sem fio (Adaptable Electronic Scaffold, AES), capaz de combinar estimulação elétrica e regulação gênica para promover a recuperação do cérebro após uma LCT.
O AES é composto por microesferas condutoras contendo o polímero poli(3,4-etilenodioxitiofeno)/poli(estirenosulfonato) (PEDOT:PSS) e nanopartículas de carbono decorados com ouro (NPAu). O sistema também é capaz de transportar plasmídeos contendo as “esponjas de microRNA”, que são moléculas capazes de sequestrar microRNAs específicos que estão envolvidos no processo de degeneração do tecido cerebral em uma LCT. O microRNA alvo selecionado pelos pesquisadores foi o miR-6236, que regula negativamente o desenvolvimento neuronal e atua impedindo a formação de vasos sanguíneos. Dessa forma, após a implantação do AES na região lesionada, um campo magnético é aplicado e convertido em sinais elétricos locais, estimulando a atividade neuronal e auxiliando na absorção dos plasmídeos pelas células do sistema nervoso central (Figura 1).
Os experimentos realizados em culturas celulares (in vitro) mostraram que o AES apresenta elevada biocompatibilidade e baixa toxicidade. Além disso, células-tronco neurais cultivadas na presença do AES apresentaram maior diferenciação em neurônios, acompanhada de um crescimento mais significativo de neuritos. Por outro lado, em modelos animais de traumatismo cranioencefálico, os resultados mostraram que a combinação do AES com estimulação magnética reduz a formação de cicatrizes gliais, favorecendo o crescimento de novos vasos sanguíneos e aumentando a densidade de fibras nervosas próximas à região lesionada. Os exames de ressonância magnética permitiram a visualização de uma recuperação parcial das conexões neurais entre diferentes regiões cerebrais, enquanto testes comportamentais indicaram uma melhora da coordenação motora e da função sensório-motora dos animais tratados com AES.
Figura 1: Nanomotor responsivo a estímulos magnéticos para introdução de genes nas células e reparo neural em LCT. Adaptado de Iao et al. (2026).
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Artigos de apoio:
ZHAO, Q. et al. Models of traumatic brain injury-highlights and drawbacks. Frontiers in Neurology, v. 14, p. 1151660, 2023. DOI: 10.3389/fneur.2023.1151660.
AMLEROVA, Z. et al. Reactive gliosis in traumatic brain injury: a comprehensive review. Frontiers in Cellular Neuroscience, v. 18, p. 1335849, 2024. DOI: 10.3389/fncel.2024.1335849.
