Os pontos quânticos codificam a história da vacina na pele

    ponquan118/12/2019, por Megan Scudellari - Invisíveis aos olhos, os pontos brilham sob a luz infravermelha de smartphones modificados. Os pesquisadores do MIT colocam pontos quânticos em microesferas feitas de PMMA, um material que melhora a biocompatibilidade. Aqui são mostrados os pontos quânticos após serem administrados a roedores. Lembro-me de um livreto amarelo desbotado, do tamanho de uma carteira, que minha mãe costumava puxar uma vez por ano no consultório médico para registrar minhas vacinas.

    Hoje, enfermeiras documentam o histórico de vacinação de meus filhos em registros eletrônicos de saúde que provavelmente os acompanharão até a idade adulta. Para erradicar uma doença - como poliomielite ou sarampo - os profissionais de saúde precisam saber quem foi vacinado e quando. Ainda assim, nos países em desenvolvimento, os registros de vacinação são esparsos e, em alguns casos, inexistentes. Por exemplo, durante uma campanha de vacinação rural, um profissional de saúde pode marcar a unha de uma criança com um Sharpie, que pode lavar ou raspar em poucos dias.

    Agora, uma equipe de bioengenheiros do MIT desenvolveu uma maneira de manter registros de vacinas invisíveis sob a pele. Distribuídos através de um patch de microagulha, pontos quânticos biocompatíveis embutidos na pele e fluorescem sob luz infravermelha - criando um traço brilhante que pode ser detectado pelo menos cinco anos após a vacinação. O trabalho é descrito hoje na revista Science Translational Medicine.

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    “Começamos a pensar em usar um corante que não seja visível a olho nu”, mas que seria persistente e barato de detectar, diz a autora sênior do artigo Ana Jaklenec, cientista pesquisadora do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT. Junto com Robert Langer do MIT, ela veio com uma solução - pontos quânticos.

    O que são pontos quânticos?

    Os pontos quânticos são pequenas nanopartículas semicondutoras, na faixa de 2 a 10 nanômetros, com propriedades físicas e químicas exclusivas devido ao seu tamanho. Notavelmente, eles absorvem luz de um comprimento de onda e a convertem com eficiência em luz de outro comprimento de onda. Os pontos quânticos estão sendo explorados para uso médico como sensores e sondas biológicas e comercialmente em painéis solares, monitores e televisores.

    Para criar um corante seguro e duradouro para injetar sob a pele, os cientistas ignoraram os pontos quânticos tradicionais de chumbo ou cádmio, que podem ser tóxicos, e em vez disso criaram nanopartículas com núcleo de cobre e uma casca de sulfeto de alumínio e zinco, que é seguro e estável na pele e resiste ao clareamento do sol, diz Jaklenec.

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    Uma imagem de microscópio em close-up mostra uma matriz de microagulhas que pode fornecer pontos quânticos sob a pele.

    Os pontos foram carregados em um remendo de microagulha, um quadrado com uma série de agulhas minúsculas que distribuem nanopartículas na pele em um padrão desejado - um quadrado, círculo, etc. - e então se dissolvem após o parto, para que não haja objetos pontiagudos para serem eliminados posteriormente.

    No artigo atual, os cientistas aplicaram o patch na pele de ratos e foram capazes de detectar os pontos usando um smartphone modificado com um filtro para detectar luz infravermelha próxima.

    O sinal do ponto quântico permaneceu forte e detectável nos ratos por nove meses após a aplicação (quando o experimento terminou), e os ratos não mostraram efeitos colaterais. A equipe também aplicou os adesivos em pedaços de pele de porco e cadáver humano de vários tons de pele. A luz dos pontos era estável e detectável mesmo depois de um período em um simulador solar, que simulava a exposição ao sol por um período de cinco anos.

    Finalmente, os pesquisadores aplicaram em conjunto uma vacina contra a poliomielite com os pontos quânticos em ratos e descobriram que o corante não interferiu na função da vacina - os ratos ainda produziram uma resposta imune protetora.

    A equipe agora está trabalhando em uma maneira de codificar dados, como a data de aplicação, na matriz de pontos quânticos, diz Jaklenec. Eles também estão planejando um estudo, com início previsto para o início de 2020, para pesquisar populações no Quênia, Bangladesh e Malauí sobre a aceitabilidade da tecnologia, como e onde ela será mais útil e se os pais estarão a bordo.

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    E enquanto Jaklenec e a equipe estão desenvolvendo a tecnologia de pontos quânticos para fins médicos, ela admite que provavelmente existe um mercado comercial também - quando as pessoas ouvem sobre a tecnologia, muitas vezes perguntam sobre como fazer uma tatuagem invisível.

    Mas, primeiro, um estudo de toxicologia em roedores e testes de segurança humana em adultos precisarão demonstrar a segurança a longo prazo da tecnologia. “Se houver financiamento, isso pode acontecer nos próximos um a dois anos”, diz Jaklenec. O trabalho é financiado pela Fundação Bill e Melinda Gates.

    Fonte: https://spectrum.ieee.org/

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