Imagine um creme para a pele que cura os danos que ocorrem ao longo do dia quando sua pele é exposta à luz solar ou a toxinas ambientais. Esse é o potencial de uma melanina sintética e biomimética desenvolvida por cientistas da Northwestern University.

Num novo estudo, os cientistas mostram que a sua melanina sintética, imitando a melanina natural da pele humana, pode ser aplicada topicamente na pele ferida, onde acelera a cicatrização de feridas. Esses efeitos ocorrem tanto na própria pele quanto sistemicamente no corpo.

Quando aplicada em um creme, a melanina sintética pode proteger a pele da exposição solar e curar a pele lesionada por danos causados pelo sol ou queimaduras químicas, disseram os cientistas. A tecnologia funciona eliminando os radicais livres, produzidos por lesões na pele, como queimaduras solares. Se não for controlada, a atividade dos radicais livres danifica as células e, em última análise, pode resultar em envelhecimento da pele e câncer de pele .

O estudo, intitulado “Aplicação tópica de melanina sintética promove reparo de tecidos”, foi publicado nesta quinta-feira, 2 de novembro na npj Regenerative Medicine .

A melanina em humanos e animais fornece pigmentação à pele, olhos e cabelos. A substância protege as células dos danos causados pelo sol com aumento da pigmentação em resposta à luz solar – um processo comumente conhecido como bronzeamento. Esse mesmo pigmento na pele também elimina naturalmente os radicais livres em resposta à poluição ambiental prejudicial de fontes industriais e aos gases de escape dos automóveis.

“As pessoas não pensam em sua vida cotidiana como uma lesão na pele”, disse o coautor Dr. Kurt Lu, professor de dermatologia Eugene e Gloria Bauer na Escola de Medicina Feinberg da Northwestern University e dermatologista da Northwestern Medicine.

"Se você andar descalço todos os dias ao sol, sofrerá um bombardeio constante e de baixo grau de luz ultravioleta. Isso piora durante os horários de pico do meio-dia e no verão. Sabemos que a pele exposta ao sol envelhece versus a pele protegida por roupas , que não mostra tanto a idade."

A pele também envelhece devido ao envelhecimento cronológico e a fatores ambientais externos, incluindo a poluição ambiental.

Quando os cientistas criaram as nanopartículas sintéticas de melanina, eles modificaram a estrutura da melanina para ter maior capacidade de eliminação de radicais livres.

"A melanina sintética é capaz de eliminar mais radicais por grama em comparação com a melanina humana", disse o coautor Nathan Gianneschi, professor de Química, Ciência e Engenharia de Materiais, Engenharia Biomédica e Farmacologia Jacob e Rosaline Cohn na Northwestern. “É como a super melanina. É biocompatível, degradável, não tóxico e transparente quando aplicado na pele. Em nossos estudos, atua como uma esponja eficiente, removendo fatores nocivos e protegendo a pele.”

Uma vez aplicada na pele, a melanina fica na superfície e não é absorvida pelas camadas abaixo.

“A melanina sintética estabiliza e coloca a pele no caminho de cura, que vemos tanto nas camadas superiores quanto em todo o corpo”, disse Gianneschi.

Os cientistas, que estudam a melanina há quase 10 anos, testaram pela primeira vez a sua melanina sintética como protetor solar.

“Ele protegeu a pele e as células da pele contra danos”, disse Gianneschi. "Em seguida, nos perguntamos se a melanina sintética, que funciona principalmente para absorver radicais, poderia ser aplicada topicamente após uma lesão na pele e ter um efeito curativo na pele. Acontece que funciona exatamente dessa maneira."

Lu prevê que o creme de melanina sintética seja usado como intensificador de proteção solar para proteção adicional e como intensificador de hidratante para promover a reparação da pele.

“Você poderia colocá-lo antes de sair ao sol e depois de tomar sol”, disse Lu. “Em ambos os casos, mostramos redução nos danos e na inflamação da pele. Você está protegendo a pele e reparando-a simultaneamente. É um reparo contínuo.”

O creme também poderia ser usado para bolhas e feridas abertas, disse Lu.

Gianneschi e Lu descobriram que o creme sintético de melanina, ao absorver os radicais livres após uma lesão, acalmava o sistema imunológico . O estrato córneo, a camada externa das células maduras da pele, se comunica com a epiderme abaixo. É a camada superficial, que recebe sinais do corpo e do mundo exterior. Ao acalmar a inflamação destrutiva nessa superfície, o corpo pode começar a curar em vez de ficar ainda mais inflamado.

“A epiderme e as camadas superiores estão em comunicação com todo o corpo”, disse Lu. “Isso significa que a estabilização das camadas superiores pode levar a um processo de cura ativa”.

Os cientistas usaram um produto químico para criar uma reação com bolhas em uma amostra de tecido de pele humana em um prato. As bolhas apareceram como uma separação das camadas superiores da pele umas das outras.

“Estava muito inflamado, como uma reação à hera venenosa”, disse Lu.

Eles esperaram algumas horas e depois aplicaram o creme tópico de melanina na pele ferida. Nos primeiros dias, o creme facilitou uma resposta imunológica, ajudando inicialmente a recuperar as enzimas eliminadoras de radicais da própria pele e, em seguida, interrompendo a produção de proteínas inflamatórias. Isto iniciou uma cascata de respostas nas quais observaram taxas de cura muito aumentadas. Isso incluiu a preservação de camadas saudáveis da pele por baixo. Nas amostras que não receberam tratamento com creme de melanina, as bolhas persistiram.

“O tratamento tem o efeito de colocar a pele em um ciclo de cura e reparação, orquestrado pelo sistema imunológico”, disse Lu.

A pesquisa de Gianneschi e Lu incluiu a análise da melanina como um corante para roupas que também atuaria como absorvente de toxinas do meio ambiente, especialmente gases nervosos. Eles mostraram que podiam tingir um uniforme militar de preto com melanina e que ela absorveria o gás nervoso.

A melanina também absorve metais pesados e toxinas.

“Embora possa agir desta forma naturalmente, nós o projetamos para otimizar a absorção dessas moléculas tóxicas com a nossa versão sintética”, disse Gianneschi.

Os cientistas estão buscando tradução clínica e testes de eficácia do creme de melanina sintética. Numa etapa inicial, os cientistas concluíram recentemente um ensaio que demonstra que as melaninas sintéticas não são irritantes para a pele humana .

Dada a sua observação de que a melanina protege o tecido biológico da radiação de alta energia, eles supõem que este poderia ser um tratamento eficaz para queimaduras na pele causadas pela exposição à radiação.

Além disso, o trabalho promissor pode fornecer opções de tratamento para pacientes com câncer no futuro, submetidos à radioterapia.

Outros autores do Noroeste incluem: Dauren Biyashev, Zofia Siwicka, Ummiye Onay, Michael Demczuk, Madison Ernst, Spencer Evans, Cuong Nguyen, Florencia Son, Navjit Paul, Naneki McCallum, Omar Farha, Stephen Miller e Dan Xu.