As nanopartículas e a penetração da pele: um desafio

O que são as nanopartículas e o desafio da penetração delas na barreira da pele

Você já deve ter ouvido falar sobre as nanopartículas, certo? Mas o que isso significa e por que elas estão em evidência no campo da dermatologia? Essas são questões que vou te responder ao longo deste artigo. Se interessou? Acompanhe o texto abaixo:

O que são as nanopartículas

As nanopartículas são definidas como qualquer material que possua ao menos uma de suas dimensões <100nm. Essas partículas podem ter os mais diversos tamanhos e texturas, podem ser solúveis ou insolúveis, naturais (como os vírus, alérgenos ou partículas produzidas em processos de altas temperaturas, como as erupções vulcânicas, por exemplo), criadas intencionalmente (em laboratórios, via manipulação de materiais em nível atômico, molecular ou macromolecular) ou não intencionalmente (como os derivados da poluição causada por automóveis, indústrias ou fumaça de cigarros).

As nanopartículas artificiais apresentam propriedades fisico-químicas, ópticas, eletrônicas, térmicas, catalíticas e mecânicas inovadoras, que não se apresentam nas formas usuais.

As nanopartículas mais comumente comercializadas incluem nanotubos de carbono, fulerenos, pontos quânticos, metais (Ag, Au), óxidos metálicos (TiO2, ZnO, Fe2O3, SiO2) e também as lipofílicas. Os lipossomos são nanovesículas formuladas com fosfolipídeos de origem natural e/ou outras moléculas lipofílicas. As nanomoléculas lipídicas sólidas (NLS) são feitas de lipídios que são sólidos à temperatura ambiente. Ambos os tipos de moléculas lipofílicas têm sido designadas para a administração transcutânea de medicamentos.

O campo emergente da nanomedicina procura explorar as propriedades inovadoras dos nanomateriais modificados para aplicações terapêuticas ou de diagnóstico. As nanopartículas podem ser modificadas para a administração de medicamentos, como contrastes em exames de diagnóstico por imagem, ou em terapias gênicas para o estudo e cura de diversas doenças, sendo o câncer o principal foco.\

As nanopartículas e a barreira da pele

Impulsionados pela comercialização em expansão dos produtos que contém nanopartículas artificiais como nanotubos de carbono em produtos do dia-a-dia, como bicicletas e raquetes de tênis, e principalmente pelo uso de TiO2 e ZnO em protetores solares para a proteção contra os raios ultravioleta, pesquisadores do campo da nanotoxicologia têm tentado determinar as condições sob as quais as essas partículas podem penetrar a barreira do estrato córneo e como as propriedades fisico-químicas das dessas partículas podem influenciar na penetração, translocação sistêmica e toxicidade.

A maior parte dos trabalhos nessa área é focado nas nanopartículas artificiais, mas foi descoberto recentemente que existe uma relação entre o envelhecimento da pele e a exposição a nanopartículas provenientes de fuligem e poeira fina, associadas à poluição do ar relacionada ao trânsito. A questão sobre a penetração não intencional dessas partículas na pele é muito importante em termos ambientais e de saúde.

Por outro lado, para serem úteis em aplicações terapêuticas, as nanopartículas precisam conseguir ultrapassar a barreira da pele, entregarem seu conteúdo, e serem eliminadas do corpo sem efeitos colaterais. A penetração desse tamanho de partícula por uma barreira de pele altamente danificada (como por exemplo uma ferida aberta) não é muito contestada. Contudo, apesar de quase 15 anos de investigações ativas, um debate ainda existe sobre se as nanopartículas podem atravessar uma barreira de pele saudável ou ligeiramente deficiente. Essa falta de consenso se deve, em partes, pela ampla diversidade de modelos de pele in vivo e ex vivo e pelos tipos de nanopartículas utilizadas, bem como pelas limitações das ferramentas de análise e instrumentos de sensibilidade usados para detectar esse tipo de partículas de forma isolada.

Certamente, a espessura epidérmica e a densidade dos folículos capilares variam muito de espécie para espécie e localizações anatômicas e essas diferenças vão afetar a penetração das nanopartículas na pele, dificultando a tomada de conclusões sobre o assunto. Mesmo assim, existem tendências emergindo, por exemplo:

1. estudos qualitativos sugerem que a pele humana saudável constitui uma barreira difícil para a penetração de nanopartículas;
2. folículos capilares possuem vários campos de coleta de nanopartículas, especialmente quando a pele é massageada ou flexionada;
3. a superfície das nanopartículas pode influenciar significativamente as interações com a pele, com partículas com carga neutra exibindo citotoxicidade aumentada.

Vários estudos qualitativos têm publicado investigações sobre a penetração de muitos tipos de nanopartículas na pele. Estudos revelaram uma penetração insuficiente em pele intacta quando usado nano-TiO2 de uso tópico e pontos quânticos, independentemente da espécie. Por outro lado, foi descoberto que pequenas nanopartículas de ouro (5nm) difundiram-se pela barreira do estrato córneo de ratos com pele intacta e que partículas de ouro de 15nm penetraram pele de ratos ex vivo em uma extensão maior do que 102nm e 198nm. A acumulação de nanopartículas nos folículos capilares ocorre em várias espécies, assim como a penetração pela barreira do estrato córneo em peles danificadas. Estudos relataram uma penetração detectável de pontos quânticos na pele de ratos tratada com raios UVB; e pele humana ex vivo tratada com produtos depilatórios, que são produtos cosméticos comumente usados. Os efeitos do UVB como ajudantes discretos da penetração das nanopartículas na pele foi corroborada em estudos recentes in vivo com nano-TiO2 e nano-ZnO aplicados em porcos e manipuladas em formulações comuns de protetores solares.

Outros estudos mostram penetrações de nanopartículas na pele mais significativas em peles que sofreram dermoabrasão, o que é notável, pois esse é um tratamento cosmético muito popular.

A conclusão principal que podemos tirar esses estudos quantitativos é que a penetração das nanopartículas na pele, mesmo por uma barreira de pele danificada, é uma porcentagem menor da dose aplicada. Um fator limitante, contudo, é a inabilidade de distinguir entre nanopartículas e íons solubilizados na penetração da pele, mesmo com análises orgânicas elementais.

Contudo, o desenvolvimento de técnicas mais sensitivas e de novos estudos para quantificar as nanopartículas intactas na pele e a sua penetração sistêmica ainda são vistos como os desafios principais no avanço dos campos da nanomedicina e nanotoxicologia.

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Referências:
DeLouise, Lisa A. [Applications of Nanotechnology in Dermatology.] Journal of Investigative Dermatology March 2012