l Andre marine fiskearter i oppdrett i Norge
3.1 Havbeiteloven – et virkemiddel for næringsutvikling?
Uma promissora terapia celular para as doenças neurodegenerativas foi demonstrada na implantação de diferentes tipos de células estaminais em modelos animais (Freed et al, 2001;. Kim et al, 2002;. Parati et at, 2003). Transplantes de células estaminais no cérebro de rato demonstraram uma reintegração de neurônios bem como uma recuperação parcial de déficit motor associado com a
deficiência de dopamina (Kim et al., 2002). Resultados semelhantes foram obtidos após o transplante de neurônios
dopaminérgicos fetais em
ensaios clínicos (Piccini et al., 2000). Assim sendo, é possível utilizar vários tipos de células estaminais para gerar neurônios dopaminérgicos. O processo de
11“Anticorpos monoclonais são anticorpos produzidos por um clone de um único linfócito B parental, que é
clonado e imortalizado, produzindo sempre os mesmos anticorpos, em resposta um agente patogénico”.
41 diferenciação de neurônios dopaminérgicos a partir células estaminais embrionárias, in vitro, apresenta-se como sendo um das formas mais eficazes para a geração de neurônios dopaminérgicos (Isacson, 2003; Barberi et al., 2003). Recentes avanços na clonagem terapêutica humana também permitem essa abordagem de gerar neurônios (Woo, 2004). Tanto diferenciação das células estaminais embrionárias in vitro, quanto o transplante de neurônios dopaminérgicos em modelos com animais, resultaram na integração funcional das células implantadas no cérebro e na recuperação parcial das funções motoras (Kim et al, 2002;. Barberi et al, 2003)
Existem algumas abordagens terapêuticas para esses casos que podem incluir transformações de células estaminais in vitro, que proporcionam um suporte e um guia celular após terem sido, por exemplo, implantadas com a ajuda de nanorobôs (Figura 26), bem como a criação in vivo de andaimes moleculares para estimulação do crescimento celular na direção correta (Silva et al., 2004). Conceitualmente, nanorobôs são bio-máquinas controláveis que, de acordo com algorítimos, respondem a estímulos e são capazes de terem atuação, detecção, sinalização e processamento de informação a fim de interagir com as células a nível molecular. Nanorrobôs também são projetados para serem biocompatíveis e terem dimensões suficientes para transportar as células guia e outras biomoléculas. Principalmente em células neurais, estudos tem mostrado que há uma projeção de longa distância axial após a diferenciação de células estaminais (Englund et al., 2002). Infelizmente, o cérebro adulto quando comparado ao cérebro neonatal, apresenta condições desfavoráveis para o crescimento de axônios. É por esta razão que é necessário a estimulação do crescimento de novos neurônios na zona de degeneração progressiva (Silva et al., 2004). A utilização de neurônios disfuncionais como um nicho para o crescimento é uma forma de assegurar a regeneração precisa e segura de circuitos neuronais. Com a substituição gradual dos neurônios disfuncionais ou apoptóticos, novos neurônios serão integrados na estrutura celular existente e, portanto, serão envolvidos nos processos destinados sem qualquer degeneração mental (Englund et al., 2002; Silva et al., 2004).
42 Muitos dispositivos médicos, baseados em nanotecnologia, são implantados a cada ano (Girish et al., 2009). No caso da doença de Parkinson,
estimuladores cerebrais profundos são rotineiramente implantados no sistema nervoso central (Rodríguez MC et al., 2000). Além do mais, existe também a possibilidade de entrega simultânea de medicamentos (antagonistas de glutamato, canabinóides e outros) ou de outras moléculas (fatores tróficos, enzimas, etc.) que são capazes de modular a atividade das estruturas de saída dos gânglios da base. Finalmente, biossensores implantados no corpo estriado do cérebro
e outros núcleos para monitorar os níveis de dopamina e outros neurotransmissores podem ser interessantes (Withtman RM., 2006), o que poderia ser obtido por meio de técnicas cirúrgicas assistidas por sensores de nanopartículas magnéticas (Figura 27) (Girish et al., 2009). O sensor biocompatível em conjunto com estas nanopartículas poderiam ser colocados em áreas específicas do cérebro por um campo magnético externo.
Figura 27: Ilustração de nano partículas magnéticas.
43 2.9 Desenvolvimento de Fulereno (C60) baseado em componentes neuroprotetores
Demonstrou-se que o componente principal de um conversor catalítico ou um derivado de fulereno podem conduzir a um eventual tratamento para a doença de Parkinson (Verma, 2000). Lesões mediadas por radicais livres são conhecidas por terem relevancia nos processos fisiológicos e em doenças relacionadas a perturbações isquêmicas, traumáticas e neurodegenerativas (Verma, 2000; Raghupathi et al, 2000; Gagliardi, 2000; Wilson e Gelb, 2002; Blass, 2003). Devido à sua reatividade, eles podem ativar vias bioquímicas indesejadas que resultam em danos celulares. Radicais livres danificam os componentes das membranas celulares, proteínas e materiais genéticos por
sofrerem oxidação (conhecidos como
“estresse oxidativo”) (Dugan et al., 2001; Rzigalinski et al., 2006). Acredita-se que o estresse oxidativo desempenha um papel importante na doença de Parkinson. Espécies químicas, tais como superóxido, hidroxila, peroxinitrito (ONOO), e peróxido (H2O2) podem produzir uma série de alterações oxidativas, incluindo a fragmentação do DNA, peroxidação de lípidos das membranas celulares, diminuindo a produção de energia mitocondrial e a inativação de proteínas transportadoras (Mahadik e Mukherjee, 1996;. Dugan et al, 2001; Wilson e Gelb, 2002). Além do mais, algums sintomas
atribuídos à velhice, como a arteriosclerose, também são atribuídas à oxidação induzida por radicais livres. A medicina tem sido limitada no desenvolvimento de abordagens terapêuticas que neutralizam estes radicais livres danosos. Nesta perspectiva, há uma abordagem promissora que tem sido desenvolvida para que possamos ultrapassar este desafio: o desenvolvimento de compostos neuroprotetores de fulereno com base no fulereno (Figura 28) (Dugan et al, 2001; Silva, 2005).
44 Os fulerenos são moléculas em forma de esferas composto por 60 átomos de carbono
(C60) nos quais algumas ligações são “distorcidas” devido ao arranjo pentagonal-hexagonal
dos átomos. Fulerenos hidroxilados são moléculas de fulereno funcionalizadas com grupos hidroxila e que tem demonstrado possuir caráter antioxidante e, portanto, sendo capazes de captar radicais livres, reduzindo glutamatos e combatendo a excitotoxicidade e a morte celular por apoptose (Jin et al., 2000). O mecanismo de neuroproteção mediada por fulerenos hidroxilados é, em parte, devido à inibição dos canais de glutamato (Jin et al., 2000).
Avanços significativos na redução de danos dos radicais livres no campo da ciência dos materiais, com interações e aplicações de nanotecnologia para sistemas biológicos, levaram à descoberta de novos antioxidantes de nanopartículas (Dugan et al., 2001; Rzigalinski et al, 2006).
45
CONCLUSÕES
Embora os “shaking palsy” permaneçam um enigma desde quando James Parkinson
relatou de forma pioneira suas características clínicas, o conhecimento sobre a doença se torna cada vez mais rico graças a novas descobertas científicas. Danos graves para a maioria das células nervosas contendo catecolaminérgicos no tronco cerebral são uma característica claramente demonstrada da patologia, ainda que os danos não se restrinjam a estas estruturas.
Termos como doença de corpos de Lewy ou α-sinucleína podem ser úteis para patologistas
moleculares, mas são inadequados à beira do leito. Estudos sobre a função das proteínas, identificação de genes de suscetibilidade, interação do processo da doença com o envelhecimento normal e a natureza de “gatilhos” ambientais, são necessários se quisermos desenvolver biomarcadores confiáveis e uma cura para este distúrbio de movimentos incapacitantes.
A nanotecnologia proporciona uma abordagem revolucionária para o avanço da neurociência e suas práticas terapêuticas. Ela pode contribuir significativamente para o desenvolvimento de sistemas de administração de fármacos para o tratamento de doenças degenerativas, tirando vantagem das estruturas em nanoescala que facilitam a entrada em células neurais. A investigação em nanotecnologia tem como foco a regeneração e a neuroproteção do sistema nervoso central que são beneficiadas de forma significativa com os avanços paralelos em neurofisiologia e em pesquisas neuropatologicas. Assim sendo, para aplicações de nanotecnologia em neurologia e em neurocirurgia devemos levar em consideração os avanços na química farmacêutica e na ciência dos materiais sintéticos e avanços na biologia molecular, neurofisiologia e neuropatologia do sistema nervoso. Se estas áreas são desenvolvidas de forma integrada em paralelo, aplicações baseadas em nanotecnologia, podem ser incorporadas em clínicas na prática. De forma análoga como acontece com todas as abordagens terapêuticas para o tratamento de perturbações do sistema nervoso central, existem desafios no direcionamento do material até o alvo específico ou de drogas para o local onde elas serão necessárias.
46 Portanto, para as aplicações nanotecnológicas (que são direcionadas para doenças neurodegenerativas) sejam plenamente exploradas, seria importante que neurocirurgiões se juntassem a cientistas farmacêuticos, engenheiros, bioquímicos, químicos e físicos. Fiel à natureza altamente interdisciplinar desta área de pesquisa, é fundamental que os avanços nanotecnológicos contribuam para fazer progredir a neurociência básica e a clínica.
47
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