É preciso muitas mãos para se fazer ciência! E, de preferência, livres de germes e bactérias. O desenvolvimento de um hidrogel com alto poder antimicrobiano por pesquisadores da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), do campus Toledo, comprova que são necessárias, além de muitas mãos limpas, mentes e corações resilientes para termos inovação.

Quem conta a história da pesquisa é a bióloga Gabrielle Peiter, atualmente professora da Universidade Federal do Paraná (UFPR), no campus Toledo, Oeste do Paraná. Em 2022, durante o seu pós-doutorado no Programa de Pós-Graduação em Processos Químicos e Biotecnológicos (PPGQB-Toledo), pesquisadores iniciaram o desenvolvimento de um hidrogel composto de vidro de borofosfato, uma espécie de ‘vidro bioativo’, e carbopol, um agente gelificante utilizado em desinfetantes para as mãos. 

Uma das vantagens deste hidrogel, segundo o artigo dos pesquisadores, está no fato de que os álcoois serem rapidamente germicidas quando aplicados na pele, mas não apresentam atividade residual persistente, permitindo, até mesmo, o crescimento lento de bactérias após seu uso.

É chamado de “vidro” porque, estruturalmente, é um material vítreo, ou seja, amorfo, não cristalino. Possui uma composição química específica, a partir do fosfato de potássio, diferente do vidro de janela que seria feito principalmente de areia de sílica. O termo “vidro bioativo” não está ligado apenas à composição química, mas ao comportamento do material quando entra em contato com um sistema biológico. Isto porque ele interage ativamente com o meio biológico.

“Para dar uma ideia do produto, o nosso vidro não é como um vidro de janela. Ele é um vidro que é solúvel. Esse vidro é composto por tipos de reagentes específicos. Fazemos uma síntese que a gente chama de fusão e resfriamento para formar esse material ‘vítreo’. É a partir disso que se faz o hidrogel”, explica Gabrielle.

Portanto, diferente de um vidro de janela, ele é diluído na água. “A partir desse líquido, que já é aquoso e não mais sólido, a gente incorporava no hidrogel feito de carbopol, normalmente usado em gel. A única diferença é que nosso princípio ativo, os vidros de borofosfato é o que mata as bactérias e está inserido dentro desse hidrogel”, complementa. 

Além do alto poder antimicrobial e sem a presença de metal pesado como a prata, outra grande vantagem do produto desenvolvido e patenteado na Universidade Estadual do Oeste do Paraná  (Unioeste-Toledo) é que o hidrogel não é inflamável e pode ser um aliado no combate às superbactérias. Para saber mais sobre esses microrganismos que nos ameaçam, o C² preparou o podcast “Conexão Superbactérias” que está nas principais plataformas.

Em 2023, o grupo assinou e publicou um artigo da segunda revista científica mais citada na área de “Pharmacy & Pharmacology” com o trabalho desenvolvido pela pós-doutoranda Gabrielle e os alunos do mestrado Iago Assis (PPGBio UTFPR) e Jaqueline Saracini da (Unioeste), orientados pelos professores Ricardo Schneider e Cleverson Busso.

Em testes realizados, o hidrogel mostrou eficácia na inibição do crescimento e eliminação dessas bactérias, além de também demonstrar atividade contra espécies de Candida.  Atualmente, o grupo está expandindo os estudos para a aplicação desses materiais na avicultura, visando soluções para o controle de Salmonella, já que os atuais álcool em gel não consegue eliminar todos os tipos de microrganismos. 

Pela inovação no desenvolvimento de um gel com atividade antimicrobiana utilizando vidro de borofosfato de potássio como ingrediente ativo, para uso em ambientes hospitalares, Gabrielle fará parte da edição de 2025 do livro comemorativo “25 Mulheres na Ciência América Latina” e na plataforma online dedicada ao programa. A publicação trará o trabalho desenvolvido no Paraná, servindo de inspiração à próxima geração de mulheres nas áreas de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática.

Jornada acadêmica

Os estudos para o hidrogel de vidro bioativo levaram cerca de um ano, entre 2022 e 2023, e resultaram no depósito de patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). Este prazo considerado curto quando o assunto é produção científica, nem sempre faz juz ao tempo e caminhos que pesquisadores percorreram até o produto final.

No caso de Gabrielle, a paixão verdadeira pela ciência veio somente quando entrou no doutorado, após a larga experiência em laboratório desde a graduação. Já no mestrado, contou com o apoio da professora  da UFPR, e sua orientadora, Ivonete Rossi Bautitz.

“Ela foi como uma mãe, uma pessoa maravilhosa que me conduziu e isso faz a diferença para os alunos. Você não estar sozinho, ter uma orientação, ter quem te guiar… Não é ter quem faça por você, mas ter alguém que dê esse apoio. Foi ela que me impulsionou e que me mostrou do que eu era capaz”, homenageia.

Gabrielle reforça que nem sempre isso acontece, já que muitas pessoas passam por situações abusivas, constrangedoras e, em várias ocasiões, humilhantes. “Eu tento dar aos meus alunos a mesma atenção e apoio que eu recebi da professora Ivonete e de outros mestres que me inspiraram na vida acadêmica”, completa. Por essas e outras, Gabrielle criou o perfil LabMates, no Instagram, para dar dicas para quem está começando na ciência.

“Do primeiro ou último ano de faculdade até o mestrado, eu trabalhava o dia todo e estudava de noite. Desde aquela época, já gostava muito de estar dentro do laboratório. Quando entrei no meu mestrado de Tecnologia em Bioprodutos, em 2015, na UFPR de Palotina, gostava de fazer a pesquisa, mas não era ainda aquela coisa. Eu me apaixonei mesmo pela ciência no doutorado, num projeto com cogumelos medicinais”, relembra.

A então doutoranda trabalhava como técnica de laboratório na UTFPR em Toledo, local onde nasceu e onde foi iniciado o projeto dos vidros. Durante quatro anos, a rotina era trabalhar durante o dia na Universidade e, à noite, seguir para a UFPR de Palotina, distante aproximadamente 60 quilômetros, para cumprir a carga horária do doutorado.

“Sem a bolsa para me manter, eu poderia ter desistido da vaga do Programa Pós-Graduação de Bioquímica e Biologia Molecular, conquistada após estudar sete meses. Pensei: eu posso continuar a trabalhar e fazer o doutorado, mesmo sabendo que seria difícil por ser em outra cidade. E foi o que aconteceu!”, relembra.

Isso tudo em meio à pandemia, que trouxe novas demandas ao laboratório como orientação à comunidade, testagem e emissão de laudos de exames de Covid 19, tudo de forma gratuita. “Neste contexto, os responsáveis pelo laboratório da UTFPR me deram abertura para fazer estudos do meu doutorado, viabilizando uma parceria entre as instituições. Assim, eu ajudava muitos professores e alunos dos dois laboratórios, trabalhando com Bioinformática, Cromatografia, Microbiologia e Biologia Molecular. Então, sempre estava no meio de um monte de projetos”, conta.

E foi ao ajudar na parte de Microbiologia da pesquisa da mestranda Jaqueline Saracini, da Unioeste, orientada pelo professor Ricardo Schneider, que Gabrielle teve contato com os vidros que já começavam a ser desenvolvidos ali, porém para para aplicação na Engenharia Civil. 

“Gosto sempre de enfatizar que ciência é algo que a gente não faz sozinho. É humanamente impossível você fazer algo sozinho. Então, tinha o meu supervisor de pós-doc, o Ricardo Schneider, um pesquisador e professor excelente, que sempre me deu apoio. Ele já trabalhava com esses vidros quando entrei no laboratório e a gente foi indo mais para a parte da saúde, que era o que eu gostava muito”, reforça. 

Hoje, aos 32 anos, na primeira gravidez e já com uma linha de pesquisa própria, Gabrielle dá prosseguimento à pesquisa, ainda em parceria com os professores Schneider, Kádima Nayara Teixeira e Ana Carla Schultz Zarpelon. “Seguindo ainda na linha biológica, agora estamos realizando testes de toxicidade em animais vivos, se esse animal ingerir esse líquido vai ter um dano hepático ou um dano renal. O objetivo é saber se o vidro que vai no hidrogel pode virar um antibiótico ou algo que possa ser tomado”, adianta.

“Sei que minha rotina no laboratório deve desacelerar com uma criança pequena, mas  agora terei muito mais ajuda dos alunos,que estarão mais no laboratório do que eu, mas vou estar sempre ali auxiliando eles também. Acredito que quando uma pessoa ama aquilo que ela faz e que ela sabe fazer, coisas incríveis podem acontecer. Então, se eu puder deixar isso para esses jovens que estão começando, que eles não desistam, que vai ser difícil, mas que no final tudo vai valer a pena. E os momentos de frustração, como na vida, fazem parte”, conclui.

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Texto: Silvia Calciolari
Revisão de texto: Ana Paula Machado Velho
Arte: Any Veronezi
Supervisão de arte: Lucas Higashi
Edição Digital: Guilherme Nascimento

A pesquisa que mencionamos contribui para os seguintes ODS:

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