Com um mercado projetado para ultrapassar US$ 209 bilhões até 2032, a nanotecnologia já deixou de ser promessa e se consolidou como um dos pilares da inovação farmacêutica. A tecnologia, que amplia a solubilidade e a biodisponibilidade de fármacos pouco absorvidos pelo organismo, permite o desenvolvimento de medicamentos mais eficazes, seguros e personalizados. De imunossupressores a quimioterápicos, as nanoformulações vêm reduzindo efeitos adversos, prolongando a ação terapêutica e abrindo espaço para novas terapias que antes eram inviáveis.
De acordo com a professora doutora da FCF/USP, departamento de Farmácia, Nadia Araci Bou-Chacra, a nanotecnologia tem se consolidado na última década como uma tecnologia estratégica para o desenvolvimento social e econômico das maiores nações. No setor farmacêutico, essa tecnologia tem desempenhado um papel crucial na melhoria da eficácia e segurança dos medicamentos. O mercado global de entrega de medicamentos por meio da nanotecnologia foi avaliado em US$ 87,5 bilhões em 2022 e projeta-se que atinja US$ 209,5 bilhões até 2032, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 9,1% de 2023 a 2032.
Um exemplo clássico de medicamento inovador com base nanotecnológica é o Rapamune®, o primeiro a alcançar o mercado, em 2000. Trata-se de um imunossupressor (sirolimus) indicado para a prevenção da rejeição de órgãos em pacientes transplantados renais. Desde então, aproximadamente mais de 20 produtos chegaram ao mercado, como o Emend® (2003), Tricor® (2004), Sustenna® (2009), Invega® (2009) e Ztamly (2022).
“Os tipos de fármacos que se beneficiam significativamente dessa tecnologia são aqueles com baixa solubilidade em água, especialmente os de Classe II do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB). Esses fármacos apresentam uma velocidade reduzida de dissolução e solubilidade de saturação, resultando em baixa biodisponibilidade. Cerca de 40% dos fármacos disponíveis no arsenal terapêutico e quase 90% das moléculas em desenvolvimento são pouco solúveis em água”, explica Nadia.
Dessa forma, a aplicação da nanotecnologia tem sido de fundamental importância para superar esse desafio, permitindo o desenvolvimento de formulações que melhoram a dissolução e absorção dos medicamentos. A professora afirma que isso é alcançado por meio de diferentes plataformas, como nanoemulsões, nanopartículas poliméricas, lipossomas, nanocristais, nanopartículas lipídicas sólidas e carreadores lipídicosd nanoestruturados, além de outras estruturas que permitem a liberação modificada e específica do fármaco, aumentando sua eficácia e reduzindo efeitos adversos. Assim, a nanotecnologia não apenas potencializa a eficácia dos tratamentos, mas também expande o horizonte para novas terapias altamente inovadoras.
Absorção e biodisponibilidade dos medicamentos
Para Nadia, o aumento expressivo da razão entre a área superficial e o volume, característica dos materiais nanoestruturados, confere a eles propriedades físico-químicas únicas devido ao tamanho nanométrico. Isso resulta em maior interação com órgãos e tecidos, melhorando a absorção dos fármacos. A redução do tamanho das partículas aumenta a velocidade de dissolução e a solubilidade de saturação.
“A relação entre o tamanho da partícula e essas características foi originalmente descrita por Noyes e Whitney em 1897, na equação que define a taxa de dissolução de uma substância sólida em um solvente. Uma maior área de superfície exposta ao solvente resulta em uma taxa de dissolução mais rápida, permitindo que mais partículas se dissolvam simultaneamente”, relata ela. No caso de fármacos com baixa solubilidade em água, a redução do tamanho das partículas por meio da nanotecnologia aumenta a velocidade de dissolução, resultando em maior absorção e, consequentemente, maior biodisponibilidade.
Além disso, os fármacos podem ser solubilizados ou associados a polímeros, lipídios e outros materiais que são nanoestruturados. Essas matrizes não só oferecem uma elevada razão entre a área de superfície e o volume, mas também permitem a liberação modificada do fármaco. A especialista defende ainda que essa característica favorece intervalos maiores entre as doses, maior segurança (com menor toxicidade) e liberação do fármaco diretamente no sítio-alvo desejado. Assim, os tratamentos tornam-se mais eficazes e personalizados, maximizando o impacto terapêutico dos medicamentos.
“Outra propriedade extraordinária das nanoestruturas é a sua bioadesividade. Essa característica, decorrente do seu tamanho reduzido, possibilita um tempo de residência mais prolongado do fármaco no local de aplicação. Um exemplo claro são os colírios nanoestruturados, que permanecem por mais tempo nos olhos, melhorando a eficácia do tratamento”, sugere ela. Esse aumento no tempo de residência permite intervalos maiores entre as doses, elevando a segurança do medicamento e reduzindo potenciais efeitos adversos.
Essa abordagem não apenas melhora o desempenho dos fármacos existentes, mas também abre caminho para o desenvolvimento de novas terapias que eram anteriormente inviáveis devido às limitações na solubilidade e biodisponibilidade do fármaco ou do candidato a fármaco.
Nanotecnologia reduz efeitos colaterais
A nanotecnologia ajuda a reduzir efeitos colaterais indesejados por meio de diferentes mecanismos. A maior solubilidade de saturação e a velocidade de dissolução dos fármacos nanoestruturados resultam em maior biodisponibilidade, permitindo alcançar o efeito terapêutico desejado com doses menores em comparação aos fármacos não nanoestruturados. Doses menores proporcionam maior segurança ao paciente, reduzindo o risco de efeitos adversos.
“Além disso, as nanoestruturas matriciais oferecem as vantagens associadas à liberação modificada do fármaco, possibilitando intervalos maiores entre as doses e promovendo menor toxicidade. Isso assegura que o fármaco seja liberado gradualmente, diminuindo picos de concentração que podem causar efeitos adversos”, atesta a professora.
Outro mecanismo é a possibilidade de liberar o fármaco diretamente no sítio-alvo, com potencial aplicação em quimioterapias. Segundo Nadia, a nanotecnologia permite a liberação do fármaco diretamente em células neoplásicas, minimizando a exposição de células saudáveis ao tratamento e, assim, reduzindo os efeitos adversos. Essa especificidade aumenta a eficácia do tratamento enquanto reduz os danos aos tecidos saudáveis, melhorando a qualidade de vida dos pacientes durante o tratamento.
Principais desafios da indústria farmacêutica
A aplicação da nanotecnologia na indústria farmacêutica enfrenta desafios significativos. Nadia ressalta que, primeiramente, há complexidades relacionadas à produção em escala comercial. Embora métodos de baixa energia, como a emulsificação em fase D, possam ser utilizados na preparação de nanoestruturas, pode ser necessário investir em linhas de produção específicas. Também é de fundamental importância implementar cultura de desenvolvimento voltada para produtos inovadores baseados em nanotecnologia. Além disso, o pessoal técnico deve ser altamente qualificado para superar não apenas os desafios dos processos, mas também aqueles relacionados aos métodos analíticos utilizados na caracterização desses sistemas e nas provas de desempenho.
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“Os métodos de caracterização são especialmente desafiadores devido ao tamanho submicrométrico das partículas. É imprescindível desenvolver e validar métodos que determinem o tamanho e a distribuição do tamanho das partículas e o perfil de dissolução do fármaco. O tamanho das partículas é tipicamente determinado pelo valor médio Z, utilizando espalhamento de luz dinâmico”, ensina a especialista, que acrescenta, dizendo que técnicas complementares, como a difratometria a laser, são necessárias para identificar a distribuição do tamanho das partículas e confirmar a ausência de partículas maiores.
No geral, a preparação de amostras e os procedimentos de teste são mais complexos em comparação aos materiais em escala micrométrica, exigindo muitas vezes a seleção de equipamentos e métodos adequados para garantir a discriminação correta entre as preparações.
A replicação precisa das características das nanopartículas é vital para garantir consistência e eficácia do sistema, representando desafios tecnicamente complexos e onerosos, de acordo com Nadia. A regulamentação também apresenta dificuldades, pois as agências ainda estão desenvolvendo diretrizes específicas para aprovar medicamentos baseados em nanotecnologia. A falta de padrões claros pode retardar a comercialização.
“Nos próximos anos, podemos esperar o desenvolvimento de nanomateriais mais avançados e específicos, possibilitando terapias mais direcionadas e eficazes, especialmente no tratamento do câncer e de doenças genéticas. A personalização do tratamento, facilitada pela nanotecnologia, deverá crescer, oferecendo terapias adaptadas às necessidades individuais dos pacientes”, destaca a especialista. Além disso, a integração com tecnologias emergentes, como a inteligência artificial, pode otimizar o design de nanopartículas e prever com maior precisão suas interações no organismo. Com o aumento da eficiência de produção e a redução de custos, a acessibilidade a tratamentos com base nanotecnológica deve aumentar, ampliando significativamente seu impacto global.
Uso veterinário
“Além dos avanços notáveis que a nanotecnologia trouxe para a área da saúde humana, o universo veterinário também tem sido beneficiado por essa tecnologia. Recentemente, um novo desenvolvimento emergiu como uma promessa significativa para o tratamento de doenças crônicas em animais de estimação: nanocristais de composto anti-inflamatório inovador, o firocoxibe, destinado a aliviar dores em cães que sofrem de artrose”, revela ela.
A Universidade de São Paulo liderou testes promissores com essa nova fórmula, que ainda está em fase de desenvolvimento. Os resultados iniciais indicam potencial considerável para melhorar a qualidade de vida de cães que, com o passar dos anos, perdem mobilidade e bem-estar devido à osteoartrite, mais conhecida como artrose.
“Cães que vivem mais tempo frequentemente enfrentam os desafios impostos pela artrose, doença degenerativa que afeta as articulações, causando dor e limitando os movimentos. A introdução de um tratamento baseado em nanotecnologia representa avanço não somente na medicina veterinária, mas também na busca por proporcionar melhor qualidade de vida aos nossos animais de estimação”, finaliza a professora.
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