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O nanomaterial óxido de grafeno – que é usado em tudo, desde eletrônicos a sensores para biomoléculas – pode afetar indiretamente o sistema imunológico por meio do microbioma intestinal, como mostrado em um novo estudo sobre peixes-zebra por pesquisadores do Karolinska Institutet, na Suécia. As descobertas são relatadas na revista Natureza Nanotecnologia.
“Isso mostra que devemos considerar o microbioma intestinal em nossa compreensão de como os nanomateriais afetam o sistema imunológico”, diz o autor correspondente do artigo, Bengt Fadeel, professor do Instituto de Medicina Ambiental do Karolinska Institutet. “Nossos resultados são importantes para identificar os potenciais efeitos adversos do nanomaterial e mitigar ou prevenir tais efeitos em novos materiais”.
O grafeno é um material extremamente fino, um milhão de vezes mais fino que um fio de cabelo humano. É composto por uma única camada de átomos de carbono e é mais forte que o aço, mas flexível, transparente e eletricamente condutor. Isso o torna extremamente útil em uma infinidade de aplicações, inclusive em têxteis “inteligentes” equipados com eletrônicos vestíveis e como componente de materiais compósitos, para aumentar a resistência e a condutividade dos materiais existentes.
Com o aumento do uso de nanomateriais à base de grafeno, surge a necessidade de examinar como esses novos materiais afetam o corpo. Os nanomateriais já são conhecidos por impactar o sistema imunológico, e alguns estudos nos últimos anos mostraram que eles também podem afetar o microbioma intestinal, as bactérias que ocorrem naturalmente no trato gastrointestinal.
A relação entre nanomaterial, microbioma intestinal e imunidade foi objeto do presente estudo realizado com peixe-zebra. O nanomaterial investigado foi o óxido de grafeno, que pode ser descrito como um parente do grafeno que consiste em átomos de carbono juntamente com átomos de oxigênio. Ao contrário do grafeno, o óxido de grafeno é solúvel em água e de interesse para a pesquisa médica como, por exemplo, um meio de liberação de medicamentos no corpo.
No estudo, os pesquisadores expuseram peixes-zebra adultos ao óxido de grafeno por meio da água e analisaram como isso afeta a composição do microbioma. Eles usaram peixes normais e peixes sem uma molécula receptora em suas células intestinais chamada receptor de hidrocarboneto arílico, comumente abreviado como AhR, um receptor para vários metabólitos endógenos e bacterianos.
“Conseguimos mostrar que a composição do microbioma intestinal mudou quando expusemos o peixe ao óxido de grafeno, mesmo em uma dose baixa, e que o AhR também afetou o microbioma intestinal”, diz o primeiro autor do estudo, Guotao Peng, pesquisador de pós-doutorado. no Instituto de Medicina Ambiental do Karolinska Institutet.
Os pesquisadores também geraram larvas de peixe-zebra que carecem completamente de um microbioma intestinal natural, o que torna possível estudar os efeitos de componentes individuais do microbioma, neste caso, o ácido butírico (um ácido graxo), que é secretado por certos tipos de bactérias intestinais. O ácido butírico é conhecido por ser capaz de se ligar ao AhR.
Fazendo isso, os pesquisadores descobriram que a combinação de óxido de grafeno e ácido butírico deu origem à chamada imunidade tipo 2 nos peixes. O efeito acabou por ser dependente da expressão de AhR nas células intestinais.
“Esse tipo de imunidade é normalmente visto como uma resposta à infecção parasitária. Nossa interpretação é que a resposta imune do intestino pode lidar com o óxido de grafeno de maneira semelhante à de um parasita”, diz Guotao Peng.
Usando um método avançado para mapear as células imunológicas, os pesquisadores também conseguiram mostrar que um componente do sistema imunológico chamado células linfóides inatas é encontrado nas larvas do peixe-zebra.
“Isso mostra que o peixe-zebra é um bom modelo para estudar o sistema imunológico, incluindo o sistema imunológico primitivo ou inato”, diz Bengt Fadeel.
O estudo foi financiado pelo Graphene Flagship, um projeto da UE coordenado pela Chalmers University of Technology em Gotemburgo.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Instituto Karolinska. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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