Você sabe o que é nanotoxicologia? Ela é um braço da toxicologia, uma ciência que estuda os efeitos nocivos de substâncias químicas nos humanos, animais e meio ambiente. No entanto, na atualidade estamos convivendo com um novo tipo de material possivelmente tóxico, os nanomateriais.
Nanotecnologia e nanomateriais
A nanotecnologia e a nanociência estudam e desenvolvem nanomateriais, ou seja, materiais em nanoescala. Nós estamos acostumados a lidar com o mundo na dimensão macro que fica entre o tamanho de milímetros até quilômetros. Perceba que essas medidas usam o metro como base, um milímetro (mm) é 1 metro dividido por mil (10-3), e um quilômetro (km) é 1 metro multiplicado por mil (103). Já 1 nanômetro (nm) é 1 metro dividido por 1 bilhão! Ou seja 10-9.
A nanoescala trabalha com materiais que, via de regra, estão na faixa de 1 a 100 nm, coisas muuuuito pequenas que precisam de microscópios muito poderosos para serem vistas. E porque esses materiais estão sendo cada vez mais estudados? Porque eles possuem propriedades muito promissoras que nos permitem fazer produtos interessantíssimos.
Algumas das propriedades dos nanomateriais são: alta condutividade, grande dureza, propriedades ópticas e térmicas diferenciadas dos materiais macros, alta capacidade de adsorção, entre tantas outras.
Todas essas propriedades têm gerado produtos de altíssima eficiência com aplicações nas áreas de saúde, cosmética, meio ambiente, agricultura, energia, eletrônicos e indústria em geral. Muitos produtos que você tem na sua casa podem ter nanomateriais! No entanto, com tantas aplicações e por serem materiais tão pequenos, você deve imaginar que é muito fácil nos contaminarmos com eles, além disso é extremamente difícil impedir que eles cheguem no meio ambiente através dos corpos d’água, solo e ar em qualquer um dos pontos do seu ciclo de vida, desde a fabricação até descarte final.
E quando nós seres humanos ou os animais entram em contato com esses materiais nanométricos, quais prejuízos podem ser gerados? É isso que a nanotoxicologia estuda!
Desafios da nanotoxicologia
Como já mencionamos, a nanotoxicologia é uma área dentro da toxicologia, no entanto, a toxicologia clássica estuda moléculas que são, em grande parte, diferentes dos nanomateriais. Na toxicologia clássica um dos grandes fatores a serem estudados é a “dose-resposta”, ou seja, em geral, quanto maior a concentração de uma substância química, maior será o efeito nocivo gerado por ela.
Quando falamos de nanomateriais esperamos também encontrar uma relação entre a dose e o efeito nocivo, no entanto, não é apenas isso que vai influenciar na toxicidade do nanomaterial. Vários outros fatores precisam ser estudados e levados em conta, tais como:
- O tamanho: o tamanho reduzido faz com o nanomaterial possua grande área superficial por unidade o que aumenta sua toxicidade aguda devido a sua alta reatividade com o meio.
- A carga superficial: cada partícula possui uma carga superficial que pode ser positiva ou negativa e essa carga influencia diretamente na interação com os sistemas biológicos. Partículas com carga negativa irão interagir mais intensamente com superfícies positivas e por sua vez partículas positivas irão interagir com superfícies negativas. Nesse contexto, partículas positivas são potencialmente mais tóxicas, pois a maior parte das superfícies e moléculas biológicas são negativas, como as membranas celulares e o DNA.
- O revestimento de superfície: muitos nanomateriais são sintetizados com revestimentos superficiais que possuem algumas aplicações tais como: (i) aumentar a estabilidade do material, impedindo que ele forme grandes aglomerados e também (ii) direcioná-lo para determinado tipo de células, ou (iii) atacar vírus, por exemplo. No entanto, esse revestimento também irá influenciar na forma como ele interage com os sistemas biológicos e diminuir ou aumentar a sua toxicidade.
Outros fenômenos que podem afetar diretamente a toxicidade do nanomaterial são: (i) morfologia, ou seja a forma do nanomaterial, se é uma esfera, um cilindro, uma folha, etc; (ii) a estabilidade coloidal, que mede por quanto tempo o nanomaterial permanece disperso no meio em determinadas condições ou se ele tende a aglomerar facilmente; entre outros.
Devido a todos esses desafios, a fim de se obter dados realmente confiáveis para se estabelecer normativas de nanosegurança, há necessidade de investir em protocolos cada vez mais criteriosos e técnicas de caracterização de nanomateriais cada vez mais sofisticadas. Dessa forma, pode-se compreender melhor o comportamento desses novos materiais em diferentes contextos e quais os efeitos adversos eles podem causar à saúde e ao meio ambiente.
Temos alguns grupos de pesquisa no Brasil empenhados em estudar a segurança dos nanomateriais. Um dos mais importantes fica no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) em Campinas, é o Grupo de Pesquisa em Nanotoxicologia e Nanossegurança.
A nanotoxicologia é uma ciência emergente, que nasce da necessidade de estudar e regulamentar os produtos da nanotecnologia que já estão presentes em nossa vida. No entanto, um longo caminho precisa ser percorrido até que tenhamos classificado de maneira adequada os nanomateriais para que sejam manejados corretamente, minimizando o máximo possível os efeitos nocivos que eles podem gerar à nossa saúde e ao meio ambiente. O crescimento do estudo da nanotoxicologia está alinhado ao objetivo de tornar a indústria da nanotecnologia cada vez mais sustentável e segura.
Cite este artigo:
MEDRADES, J. P. Desafios da Nanotoxicologia. Revista Blog do Profissão Biotec, v.10, 2023. Disponível em: <https://profissaobiotec.com.br/desafios-nanotoxicologia/>. Acesso em: dd/mm/aaaa.
Referências
DOMINGUES, C. et al. Where Is Nano Today and Where Is It Headed? A Review of Nanomedicine and the Dilemma of Nanotoxicology. ACS nano, v. 16, n. 7, 2022, pp. 9994–10041. Disponível em: <https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00128>. Acesso em: 15 dez. 2022.
DURAN, N. et al. Silver nanoparticle protein corona and toxicity: a mini-review. Journal of Nanobiotechnology, v. 33, n. 55, 2015. Disponível em: <https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-015-0114-4>. Acesso em: 15 dez. 2022.
SINGH, A. V. et al. Review of emerging concepts in nanotoxicology: opportunities and challenges for safer nanomaterial design. Toxicology Mechanisms and Methods, v. 29, n. 9, 2018, pp. 378-387. Disponível em: <https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15376516.2019.1566425>. Acesso em: 15 dez. 2022.
Fonte da imagem destacada: Pixabay.
I like the efforts you have put in this, regards for all the great content.