Visão geral do experimento. Moléculas ocas em forma de abóbora com caudas aliloxi se montam em vesículas que podem transportar drogas para as células cancerosas. Em seguida, um laser rompe as vesículas, o que facilita a liberação da droga de maneira oportuna e em local específico. Crédito:Institute for Basic Science
Com o objetivo de minimizar os efeitos colaterais da quimioterapia em tecidos saudáveis, uma equipe de pesquisadores do Centro de Auto-montagem e Complexidade, dentro do Institute for Basic Science (IBS) desenvolveram novos nanocontainers capazes de entregar drogas anticâncer em tempo e local precisos. Publicado em Angewandte Chemie International Edition , o estudo combina moléculas exclusivamente projetadas e liberação de drogas dependentes de luz, que pode fornecer uma nova plataforma para aumentar o efeito da terapêutica anticâncer.
Graças a uma observação fortuita, Os pesquisadores do IBS na POSTECH descobriram que as moléculas em forma de abóbora com cauda, cucúrbita mono-aliloxilada [7] urila (AO1CB [7]), agir como surfactante na água. A maioria dos surfactantes, como moléculas de sabão em bolhas e fosfolipídios nas membranas celulares, têm pequenas cabeças que gostam de água (hidrofílicas) e longas caudas que gostam de gordura (hidrofóbicas) que determinam como elas se organizam no espaço. Em contraste, AO1CB [7] é bastante não convencional, pois forma vesículas na água, apesar de sua cauda aliloxi hidrofóbica curta. A análise detalhada mostrou que as caudas unem as moléculas AO1CB [7] em partículas coloidais.
"Ver AO1CB [7] formando uma solução turva quando agitado em água foi uma surpresa inesperada para a equipe, "explica PARK Kyeng Min, o primeiro e correspondente autor do estudo. “Pensamos em aproveitar essa propriedade recém-descoberta e usar essas vesículas como veículos para transportar drogas anticâncer. controlando quando e onde as vesículas são quebradas, as drogas poderiam ser liberadas sob demanda. "
Estrutura química e características do surfactante da cucúrbita mono-aliloxilada [7] urila (AO1CB [7]). A) e B) mostram a estrutura química da molécula AO1CB [7]. C) Após agitação vigorosa de AO1CB [7] em água, a solução se torna turva e a espuma se forma na parte superior, o que significa que AO1CB [7] se comporta como um surfactante. Crédito:Institute for Basic Science
Além de ajudar AO1CB [7] a se automontar, a cauda aliloxi também é responsiva à luz:ela pode reagir com moléculas como a glutationa normalmente presente nas células quando irradiada por luz ultravioleta (comprimento de onda de 365 nanômetros). Da mesma forma que uma bolha de sabão estourando, a reação entre as caudas e as moléculas de glutationa quebra as vesículas AO1CB [7].
Em vez de usar laser de fóton único UV para promover a reação de cauda glutationa-aliloxi, Os pesquisadores do IBS empregaram um laser infravermelho próximo de dois fótons, que tem a capacidade de penetrar mais profundamente nos tecidos com maior precisão. Em termos simples, o laser de dois fótons (comprimento de onda de 720 nanômetros) é uma ferramenta melhor do que um laser de fóton único (365 nanômetros), pois pode atingir mais profundamente dentro da carne com menos dispersão. Como a área irradiada é menor, a distribuição do medicamento está confinada à área-alvo, resultando em menos danos ao tecido saudável ao redor do tumor.
A equipe de pesquisa aplicou essa tecnologia para fornecer o medicamento quimioterápico doxorrubicina às células do câncer cervical (células HeLa) em laboratório. Eles observaram que a droga foi capaz de sair das vesículas, atingir o núcleo das células cancerosas, e eventualmente matá-los.
"Esses estudos em nível de célula representam uma demonstração de prova de conceito. Agora, queremos estender essa tecnologia a modelos animais, como camundongos com câncer, verificar seu uso prático em diferentes tipos de tumores, "explica Park.
Imagens de microscopia fluorescente de liberação de drogas anticâncer via vesículas AO1CB [7] e laser infravermelho próximo de dois fótons. O quimioterápico doxorrubicina (Dox, em vermelho) foi aprisionado em vesículas AO1CB [7] e entregue às células do câncer cervical (células HeLa). A imagem compara a localização de Dox na ausência A) e na presença B) de irradiação com laser infravermelho de dois fótons. Em B) o medicamento é visível dentro do núcleo (manchado de azul), o que significa que as vesículas foram rompidas e a droga foi capaz de atingir o núcleo, onde combate o tumor cancerígeno com maior eficiência. Crédito:Institute for Basic Science
