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Os riscos do grafeno para a saúde

 

Durante a pandemia, o uso exagerado de nanopartículas tem sido empregado para diagnósticos, equipamentos de proteção individual, prevenção e tratamento de doenças. Espera-se que o uso de nanopartículas em biomedicina aumente ainda mais devido ao desejo de monitoramento da saúde humana em tempo real como interação homem/máquina perfeita.

As nanopartículas em maior expansão e que podem governar vidas futuras são produtos derivados do grafeno. O novo material 2-D grafeno tem vantagens em propriedades mecânicas, térmicas e elétricas e é usado em sensores vestíveis e dispositivos implantáveis, enquanto a pesquisa e desenvolvimento da forma oxidada de óxido de grafeno é usada para tratamento de câncer, entrega de medicamentos, desenvolvimento de vacinas, ultra- diagnósticos de baixa concentração, erradicação de contaminação microbiana e imagem celular.

Até agora, a literatura científica sobre produtos derivados do grafeno está focada principalmente nos aspectos positivos. Durante a pandemia, o óxido de grafeno ficou conhecido como uma nanopartícula insegura que poderia estar presente em máscaras faciais e testes. Enquanto isso, os cientistas questionam os possíveis efeitos devastadores dos produtos derivados do grafeno na saúde humana e no meio ambiente. A moda dos produtos derivados do grafeno levou a uma rápida passagem do produto para o mercado, enquanto ainda faltam  dados confiáveis ​​e reprodutíveis sobre os efeitos citotóxicos e genotóxicos.

Grafeno ilimitado

Em 2010, dois pesquisadores, Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, receberam o Prêmio Nobel de Física por isolarem a camada de um átomo de carbono derivada do grafite presente nos lápis, usando uma espécie de fita adesiva. O material incrível é a substância versátil mais leve e fina conhecida pela humanidade. É transparente, condutora e seletivamente permeável.

Os átomos de C estão firmemente ligados em uma rede de favo de mel (hexagonal). Com base nas qualidades do grafeno, o material é usado em diversos campos, desde a eletrônica até a biomedicina. Em 2013, a Comissão Europeia iniciou um projeto de Tecnologia Futura e Emergente, o Graphene Flagship, com um orçamento de um bilhão de euros por um período de dez anos com 170 acadêmicos e parceiros industriais de 22 países envolvidos, agora possuindo muitos produtos de grafeno em pipeline.

No entanto, a produção de grafeno de alto volume e qualidade (puro, homogêneo e estéril) por preços acessíveis para implementar as possibilidades de produtos derivados do grafeno no dia a dia ainda é um desafio, além de melhorar a padronização e validação dos sistemas celulares e sistemas biológicos testar várias formas de grafeno quanto à sua toxicidade.

O projeto emblemático de grafeno da UE reconhece que ainda existem lacunas para preencher o conhecimento relacionado ao risco. Espera-se que a aplicação do grafeno atinja a maturidade no período 2025-2030. Os nanomateriais fabricados na UE devem cumprir os regulamentos REACH para serem autorizados para produção e comercialização industrial.

Um portal para interação homem-máquina

Muitos políticos e especialistas em saúde pública promovem a introdução da tecnologia na saúde como um instrumento importante para gerenciar a prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças. Além disso, acredita-se que seja benéfico diminuir os custos e preencher a lacuna na falta de profissionais de saúde.

A política passaria do foco na doença para a prevenção, o que levou à ideia de um Good Health Pass que poderia ser vinculado a uma carteira de identidade e passaporte de vacinação. Desta forma, cada pessoa pode ser instruída sobre quando e como agir para prevenir doenças e manter-se em boa saúde, mesmo viajando para outros países.

Prevê-se que uma plataforma de sensores baseada em grafeno com aplicação não invasiva e invasiva, incluindo sensores vestíveis para monitorar sinais biofísicos, bioquímicos, ambientais e dispositivos implantáveis ​​para sistemas nervoso, cardiovascular, digestivo e locomotor, seja de enorme valor para a implementação de Inteligência Artificial.

No projeto Graphene Flagship, vários sensores de manchas de pele baseados em grafeno são desenvolvidos para capacitar as pessoas a monitorar continuamente e fazer escolhas mais seguras de forma proativa. A primeira interface neural invasiva no cérebro com capacidade de interpretar sinais cerebrais com alta fidelidade sem precedentes, produzindo uma resposta terapêutica adaptada à condição clínica de cada paciente, deverá entrar em testes clínicos em breve. A inovação está ligada ao  Projeto Cérebro Humano da UE, no valor de 1,3 bilhão de euros, para aprimorar o campo da computação em neurociência e da medicina relacionada ao cérebro, esperando o desenvolvimento de mais dispositivos implantáveis ​​que influenciam o comportamento.

Óxido de grafeno e o corpo humano 

O óxido de grafeno pode entrar involuntariamente no corpo por inalação, contato dérmico e ingestão, pois pode se dispersar em muitos solventes. Os efeitos tóxicos do GO dependem de muitas variáveis, incluindo a via de administração que influencia a distribuição no corpo, a dose, o método de síntese, impurezas do processo de produção e seu tamanho e propriedades físico-químicas como o grau de oxidação.

O GO tem uma alta capacidade de absorção de proteínas, minerais e anticorpos no corpo humano que transforma a estrutura e forma do GO em uma bio-corona que pode interagir com outras biomoléculas e processos fisiológicos. Uma diferença na biocompatibilidade foi sugerida devido às composições diferenciais da proteína corona formada em suas superfícies que determinam sua interação celular e efeitos pró-inflamatórios.

Os muitos resultados contraditórios da ausência de toxicidade a possíveis danos graves a longo prazo, dependendo das propriedades físico-químicas e das condições experimentais escolhidas, pedem um melhor entendimento de sua toxicocinética e dos mecanismos envolvidos na exposição aguda e prolongada.

Além disso, seu comportamento frente às barreiras biológicas como pele, barreira hematoencefálica e barreira da placenta pode variar. A degradação intra e extracelular do GO é principalmente orquestrada por macrófagos (células imunes) nos diferentes órgãos. O pulmão, coração, fígado, baço e intestino são os órgãos onde o GO é encontrado. Neste contexto é importante compreender os possíveis riscos da biopersistência no organismo e afetar a integridade da membrana celular, processos metabólicos e morfologia dos organismos. A forma como o GO é produzido é de fundamental importância para o potencial impacto nos sistemas biológicos, biodistribuição e excreção pelo corpo humano.

Óxido de grafeno e o meio ambiente

Independentemente das formas de grafeno, um grande número de estudos demonstrou que o grafeno afeta uma ampla gama de organismos vivos, incluindo procariontes, bactérias, vírus, plantas, micro e macroinvertebrados, mamíferos, células humanas e animais inteiros. A grande parte da literatura atual disponível indica que os nanomateriais à base de grafeno são citotóxicos.

Embora o mecanismo de sua citotoxicidade ainda não tenha sido estabelecido, estresse oxidativo, penetração celular e inflamação têm sido os mecanismos mais amplamente reconhecidos para a toxicidade de nanomateriais baseados em grafeno em organismos aquáticos. Infelizmente, ainda há uma enorme lacuna de informações sem o efeito sobre a função do órgão, efeitos metabólicos e comportamento.

Uma Saúde

Agora que a pandemia chegou ao fim, lutar pela One Health (Saúde Única) tornou-se a prioridade, com foco na vigilância, vacina e desenvolvimento de medicamentos usando novas tecnologias. No entanto, especialistas e políticos estão relutantes com o enorme aumento do risco biológico com produtos derivados de grafeno que foram lançados no meio ambiente durante a pandemia nos últimos dois anos.

Como o GO pode ser facilmente transportado pelo ar e pela água a partir de resíduos perigosos, o possível aspecto negativo de uma poluição do GO de todas as criaturas vivas é desconhecido e não pode ser excluído. O aumento dos efeitos do GO nas capacidades de desregulação endócrina do Bisfenol A foi observado em peixes-zebra machos adultos. Bordas afiadas de GO que podem penetrar nas membranas celulares podem facilitar a penetração de microplásticos e outras substâncias desconhecidas nos organismos.

Novas doenças podem se desenvolver interrompendo um frágil ecossistema equilibrado em todo o mundo, necessário para a saúde e toda a vida na Terra. Esse risco à saúde pública está crescendo a cada dia devido a um aumento acentuado da desnutrição como resultado dos bloqueios, que prejudicam o bom funcionamento do sistema imunológico e a capacidade de degradar ou desintoxicar produtos derivados do grafeno.

A pesquisa baseada em evidências e as decisões éticas precisam prevalecer sobre uma via intelectual rápida de produção e lançamento de produtos derivados de GO. A prioridade deve ser focar melhor em maneiras de melhorar a disponibilidade de nutrição suficiente e boa, evitar a liberação de produtos testados inadequadamente e restaurar a confiança na saúde pública.

 

Carla Peeters é fundadora e diretora administrativa da COBALA Good Care Feels Better. Ela obteve um doutorado em Imunologia pela Faculdade de Medicina de Utrecht, estudou Ciências Moleculares na Universidade e Pesquisa de Wageningen e fez um curso de quatro anos em Educação Científica da Natureza Superior com especialização em diagnóstico e pesquisa de laboratório médico.

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