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A ascensão dos pontos quânticos não tóxicos: como eles podem mudar o jogo no tratamento do câncer?
Nas últimas décadas, o surgimento do conceito de pontos quânticos (PQs) trouxe mudanças revolucionárias para muitos campos científicos e tecnológicos. Essas nanopartículas semicondutoras, com menos de 10 nanômetros de diâmetro, têm propriedades ópticas únicas, especialmente em termos de absorção de luz e fotoluminescência. Mais notavelmente, o pico de emissão de fluorescência dos pontos quânticos pode ser ajustado variando seu diâmetro. Os pontos quânticos atualmente no mercado são baseados principalmente nos metais pesados em questão, como o cádmio (Cd). Portanto, a toxicidade potencial desses pontos quânticos no ambiente biológico atraiu ampla atenção.
Com o tempo, muitos pesquisadores se concentraram no desenvolvimento de pontos quânticos sem cádmio (CFQDs) para superar os problemas de toxicidade dos pontos quânticos tradicionais.
Pontos quânticos não tóxicos mostram biocompatibilidade superior, mudando drasticamente as possibilidades de terapia de tumores e bioimagem. Novos pontos quânticos não tóxicos, como pontos quânticos de ZnS/ZnSe dopados, pontos quânticos de grafeno e pontos quânticos de silício, mostraram baixa toxicidade e boa estabilidade em modelos in vitro e in vivo. A flexibilidade desses pontos quânticos permite que eles sejam combinados com outros agentes, possibilitando a geração de imagens multimodais.
Pesquisadores estão usando esses pontos quânticos não tóxicos como nanoplataformas para tratamento e diagnóstico não invasivos (conhecidos como teranóstica).
Por exemplo, pontos quânticos funcionalizados com DNA/peptídeos demonstraram grande potencial na geração de imagens de células e tecidos alvo e no monitoramento da administração de medicamentos. Por meio de várias técnicas, como microscopia confocal/multifóton e imagens CARS, pontos quânticos não tóxicos como marcadores fluorescentes estáveis permitem que os pesquisadores observem estruturas celulares e teciduais com maior resolução.
Isso não apenas melhora a precisão da imagem biológica, mas também torna a liberação do medicamento e a observação da imagem perfeitamente conectadas. Com o desenvolvimento desses pontos quânticos não tóxicos, não há necessidade de se preocupar com os danos de substâncias tóxicas, como íons de cádmio, aos sistemas biológicos durante o tratamento.
Aplicações específicas de pontos quânticos não tóxicos
As aplicações práticas de pontos quânticos não tóxicos estão se expandindo gradualmente, mostrando seu potencial notável em outros campos além da biomedicina. Pontos quânticos baseados em zinco-enxofre (ZnS) podem ser usados para detectar toxinas tóxicas em alimentos, como a peste suína africana, que causa danos extremos. Pontos quânticos não tóxicos podem até ser usados no tratamento de águas residuais industriais, demonstrando seu valor no campo da proteção ambiental.
Usar pontos quânticos não tóxicos pode resolver alguns dos problemas mais urgentes que a humanidade enfrenta, incluindo poluição ambiental e tratamento de doenças.
Por exemplo, pontos quânticos baseados em índio, como CuInS2, mostraram excelente desempenho em biomarcadores e podem ser combinados com o medicamento anticâncer doxorrubicina para liberar agentes terapêuticos e realizar monitoramento de imagens celulares. Essa estratégia dupla permite que a comunidade médica manipule o tratamento do câncer com mais precisão.
Outra opção são os pontos quânticos de silício, que são usados em uma variedade de aplicações fotônicas e biológicas, incluindo energia fotovoltaica e biossensores. A estabilidade dos pontos quânticos de silício permite que eles forneçam bom desempenho de luminescência em vários ambientes químicos, o que é crucial na detecção química.
Perspectivas futuras
Pesquisas atuais mostram que pontos quânticos não tóxicos têm o potencial de desempenhar um papel fundamental no diagnóstico e tratamento do câncer no futuro. Desde a liberação de analgésicos até a ajuda a unidades para observar regularmente mudanças em células cancerígenas, os pontos quânticos não tóxicos não servem apenas para administração de medicamentos, mas também têm diversas capacidades de geração de imagens multimodais, o que mudará completamente as regras do jogo no tratamento do câncer.
À medida que a tecnologia avança, temos motivos para acreditar que a aplicação de pontos quânticos não tóxicos se tornará mais comum e madura com o tempo.
No entanto, o progresso de pontos quânticos não tóxicos ainda enfrenta muitos desafios. Precisamos continuar a explorar e entender seu comportamento e efeitos de longo prazo in vivo para garantir que eles possam mudar fundamentalmente o status quo do tratamento do câncer. Então, quanta surpresa os pontos quânticos não tóxicos trarão ao campo do tratamento do câncer no futuro?
