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Reportagem |
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| edição 82 - Março 2009 |
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| Nanomedicina no tratamento do câncer |
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| por James R. Heath, Mark E. Davis e Leroy Hood |
[continuação]
Medindo Moléculas
Muitos cientistas têm observado que os avanços tecnológicos no seqüenciamento do DNA se espelharam na lei de Moore para microprocessadores: isto é, o número de elementos funcionais que podem ser colocados em um chip por custo unitário tem dobrado a cada 18 meses nas últimas décadas. De fato, as novas gerações de seqüenciadores de DNA estão aumentando a velocidade de leitura muito mais rapidamente que o previsto pela lei de Moore. O primeiro genoma humano seqüenciado demorou três ou quatro anos para ficar pronto e custou cerca de US$ 300 milhões. Acreditamos que em 10 anos uma seqüência do genoma humano individual vai custar menos de US$ 1 mil, 300 mil vezes menos, e poderá ser feito em apenas um dia. Na próxima década, avanços similares em outras tecnologias biomédicas relevantes possibilitarão o aparecimento de uma medicina previsiva e personalizada.
Atualmente, um exame para medir níveis de proteína para diagnóstico de câncer, como o antígeno específico da próstata (PSA) no sangue de um paciente, custa cerca de US$ 50. Considerando que a medicina de sistemas deverá exigir dados de um grande número de proteínas, o preço deverá cair sensivelmente. O tempo gasto para se obter essas medidas também tem seu custo. Um exame de sangue pode demorar de horas a alguns dias. Em parte devido aos vários passos necessários para separar os componentes do sangue: células, plasma, proteínas e outras moléculas a serem analisados por métodos de precisão variável.
A miniaturização extrema pode fornecer dados muito mais precisos e rápidos que as tecnologias atuais. Várias micro e nanotecnologias têm mostrado aplicabilidade como ferramentas de pesquisa na coleta de dados necessários para fornecer uma visão sistêmica da informação biológica. No atendimento a pacientes, entretanto, as demandas na medicina por uma abrangência dos sistemas exigirão que cada medida de uma proteína custe centavos – meta que provavelmente não será alcançada por muitas dessas nanotecnologias.
Dois pesquisadores da nossa equipe (Heath e Hood) desenvolveram um chip de quatro centímetros de largura que examina níveis de proteínas em uma gota de sangue, empregando uma variante altamente miniaturizada das estratégias convencionais de detecção de proteínas. Como o chip é feito somente de vidro, plástico e reagentes tem custo baixo. Nosso dispositivo recebe cerca de dois microlitros de sangue; separa as células do plasma e, em poucos minutos, mede algumas proteínas logo após a coleta de sangue. O custo projetado ao se usar a versão protótipo talvez seja de US$ 0,05 a US$ 0,10 por proteína testada, mas quando totalmente desenvolvida, essa tecnologia deverá ser capaz de satisfazer as demandas de custo da medicina de sistemas. |
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| James R. Heath, Mark E. Davis e Leroy Hood James R. Heath é diretor da NanoSystems Biology Cancer Center e professor de química do Califórnia Institute of Technology (Caltech), onde trabalha com materiais nanoestruturados e circuitos nanoeletrônicos, além de tecnologias para diagnóstico e tratamento de câncer. Mark E. Davis , professor de engenharia química também do Caltech, desenvolveu materiais especializados para terapia experimental e fundou duas companhias, a Insert Therapeutics e a Calando Pharmaceuticals, que desenvolvem terapias de nanopartículas. Leroy Hood fundou o Institute for Systems Biology, em Seattle, e hoje é seu presidente. Foi também pioneiro em tecnologias de seqüência e síntese de DNA e proteínas. Hood e Heath também fundaram a Integrated Diagnostics, uma companhia de medicina de sistemas que está pesquisando biomarcadores para doenças e desenvolvendo plataformas em nanotecnologia e microfluídica, para transformar os biomarcadores em ferramentas diagnósticas. |
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