Doutoranda do PPGF investiga nanomateriais com potencial para terapias mais seguras e eficazes

O avanço das pesquisas em nanotecnologia tem impulsionado soluções inovadoras para o campo da saúde, especialmente no desenvolvimento de sistemas inteligentes de liberação de medicamentos. Nesse contexto, a pesquisa conduzida por Karinna Mendanha, doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Física (PPGF/UFG). Em sua investigação, Karinna utilizou simulações computacionais para estudar nanofibras peptídicas — estruturas microscópicas com potencial para transportar e liberar medicamentos de forma controlada no corpo humano.

A partir da análise da sequência peptídica E2(SW)6E2, a pesquisa avaliou o comportamento das fibras em meio aquoso e demonstrou a alta estabilidade das estruturas, inclusive em modelos maiores. A capacidade de reter substâncias e interagir com o ambiente corporal coloca essas nanofibras como candidatas promissoras para o desenvolvimento de terapias mais eficazes e personalizadas. Para Karinna, a inovação pode representar um avanço significativo na forma como tratamentos médicos são realizados no futuro. Confira a entrevista na íntegra a seguir.

• O que são as nanofibras utilizadas em sua pesquisa e por que elas despertaram seu interesse como objeto de pesquisa?

R: As nanofibras estudadas são estruturas bem pequenas formadas por moléculas chamadas peptídeos. Elas se organizam em um formato parecido com uma fita. O que chamou a atenção nessas fibras foi a forma como elas se organizam: a parte de dentro repele a água (hidrofóbica), enquanto a parte de fora tem afinidade com a água (hidrofílica). Isso faz com que elas sejam boas candidatas para transportar e liberar remédios no corpo de forma controlada, além de serem estruturas estáveis, compatíveis com o organismo e capazes de carregar certos tipos de substâncias com eficiência.

• Como surgiu a ideia de investigar especificamente a sequência peptídica E2(SW)6E2? O que ela tem de especial em comparação a outras estruturas?

R:A sequência E2(SW)6E2 foi escolhida porque tem características que ajudam as moléculas a se organizarem sozinhas e formarem fibras estáveis. A parte de dentro da fibra é formada por um tipo de aminoácido chamado triptofano, que tem potencial para “prender” certas substâncias, como medicamentos. Já a parte de fora, feita por outros aminoácidos, se mistura bem com a água e ajuda a manter a fibra estável. Além disso, essa estrutura também apresenta potencial para liberar o remédio de forma controlada, dependendo do ambiente. Por tudo isso, ela é considerada melhor que outras sequências que já foram estudadas.

• Quais foram os principais objetivos da sua pesquisa?

R: O objetivo da pesquisa foi fazer uma simulação computacional para analisar como as nanofibras feitas com a sequência E2(SW)6E2 se comportam em contato com a água. Para isso, foi usada uma técnica chamada dinâmica molecular. A ideia era entender melhor como essas fibras se organizam, quão estáveis são, quanto tempo duram certas ligações entre suas partes e como interagem com a água e com outras moléculas. Essa parte é muito importante, pois ajuda a prever se a fibra vai conseguir manter sua forma. Além disso, foram testadas fibras de diferentes tamanhos para ver como o comprimento da estrutura influencia nesses comportamentos.

• A pesquisa descreve as nanofibras como estruturas capazes de transportar e liberar medicamentos de forma seletiva no organismo. Como esse processo funciona na prática e que tipo de impacto ele pode ter nos tratamentos médicos?

R: Na prática, a parte interna das nanofibras funciona como um espaço onde certos tipos de medicamentos, principalmente aqueles que não se misturam bem com a água (hidrofóbicos), podem ser armazenados de forma estável. Essa região hidrofóbica protege o fármaco e impede que ele seja dissolvido antes da hora, funcionando como um revestimento que o isola do meio aquoso do corpo. Já a parte externa da fibra, por ser hidrofílica, interage bem com a água e com os fluidos corporais, facilitando o transporte da estrutura pelo organismo. Esse funcionamento pode permitir que os remédios sejam liberados de forma direcionada no local certo, o que pode reduzir efeitos colaterais, aumentar a eficiência do tratamento e até possibilitar o uso dessas fibras em terapias mais personalizadas.

• Quais foram os resultados mais surpreendentes ou promissores que você encontrou durante a simulação computacional dessas estruturas?

R: Durante a pesquisa, alguns resultados se mostraram especialmente interessantes. As nanofibras apresentaram uma estrutura bastante estável, mesmo quando foram simuladas em tamanhos maiores. Foi observado um número alto de ligações de hidrogênio tanto entre os próprios peptídeos quanto entre os peptídeos e a água, o que ajuda a manter a fibra unida e ao mesmo tempo flexível. A energia de interação entre os peptídeos foi maior do que a observada em outras fibras semelhantes, o que reforça sua estabilidade. Além disso, a fibra conseguiu reter água em seu interior de forma eficiente, o que indica que ela também pode ser capaz de carregar outros tipos de substâncias. Outro dado surpreendente foi que o tempo de duração das ligações de hidrogênio aumentou mais de dez vezes entre o modelo menor e o maior, mostrando que fibras mais longas tendem a ser ainda mais estáveis.

• Quais são os próximos passos da pesquisa?

R: Os próximos passos da pesquisa serão continuar a realizar simulações computacionais para analisar diferentes nanoestruturas peptídicas, como membranas, nanotubos e bastões. O foco será comparar como essas diversas estruturas se comportam, avaliando sua estabilidade, as interações entre peptídeos e com o ambiente, além de explorar como variações no tamanho, na temperatura e na sequência influenciam suas propriedades. Essa análise aprofundada ajudará a entender melhor as características de algumas nanoestruturas e a identificar quais configurações são mais promissoras para futuras aplicações, especialmente no desenvolvimento de sistemas para entrega controlada de medicamentos e outras aplicações biomédicas, que podem melhorar tratamentos e a qualidade de vida.

• Por fim, como você enxerga o impacto dessa pesquisa para a sociedade, especialmente no campo da saúde?

R: Esta pesquisa busca contribuir para o avanço no desenvolvimento de novas estratégias para a entrega de medicamentos no organismo. As nanofibras estudadas, por suas características estruturais e funcionais, mostram potencial para atuar em tratamentos mais eficazes e controlados. Acredita-se que, com mais estudos e validações, essas estruturas possam ajudar a liberar os medicamentos de forma mais precisa, reduzindo efeitos colaterais e possibilitando terapias mais seguras e adaptadas a cada paciente. Embora ainda sejam necessários muitos passos, os resultados obtidos até aqui são promissores e indicam um caminho com potencial impacto positivo na área da saúde.