Drogas que ajudam a prevenir a formação de proteínas indesejadas ou prejudiciais estão sendo desenvolvidas para tratar uma série de doenças, incluindo câncer. Os medicamentos são baseados em pequenos RNA interferentes, ou siRNA, que são pedaços de ácidos nucléicos que atuam interferindo na produção de proteínas. Mas levar essas drogas ao alvo certo, como para um tumor, permanece um desafio porque os siRNAs podem se degradar rapidamente no corpo, tornando a distribuição sistêmica ineficiente. Eles também podem ter alguma dificuldade para entrar nas células onde fazem seu trabalho.

Eben Alsberg, o professor Richard e Loan Hill de Bioengenharia e Ortopedia da Universidade de Illinois em Chicago, e colegas relatam sobre um transportador baseado em hidrogel que pode entregar siRNAs diretamente para onde são necessários. Eles relatam suas descobertas em Avanços da Ciência .

Outros pesquisadores tiveram algum sucesso em ligar as moléculas de siRNA com outros materiais para formar nanopartículas que ajudam a prevenir a degradação do siRNA e ajudam os medicamentos a entrar nas células. Mas drogas incorporadas em nanopartículas distribuídas sistemicamente tendem a ter baixas taxas de atingir as células-alvo, necessitando de múltiplas doses para ter o efeito desejado, o que aumenta o risco de efeitos colaterais negativos.

Hidrogéis biologicamente compatíveis têm sido usados ​​para fornecer produtos biológicos ou drogas diretamente a áreas específicas do corpo. Um tampão ou folha de hidrogel com infusão de droga pode ser colocado diretamente onde a droga é necessária - digamos, em uma articulação ou em uma fratura no osso, ou mesmo injetado.

Mas um problema é que as drogas carregadas em hidrogéis muitas vezes se difundem rapidamente para as células e tecidos circundantes, fornecendo uma dose inicial de droga e não muito mais. A liberação pode ser atrasada alterando a porosidade do hidrogel, sua taxa de degradação e por mexer na afinidade da droga pelo hidrogel.

Alsberg junto com Matthew Levy, professor associado de bioquímica da Albert Einstein College of Medicine, e seus colegas desenvolveram uma estratégia única de hidrogel que permite mais controle sobre a liberação de siRNAs ao longo do tempo. Ao acoplar quimicamente o siRNA ao hidrogel por meio de um ligante que pode se degradar no corpo, eles podem controlar a liberação da droga. Quando o hidrogel é colocado em um ambiente à base de água, como um organismo biológico, a água quebra o ligante entre o siRNA e o hidrogel, liberar a droga. Neste tipo de sistema, a liberação da droga é prolongada em comparação com quando o siRNA está fisicamente preso dentro do hidrogel.

"Podemos usar essa tecnologia no futuro para, por exemplo, prevenir a produção de certas proteínas que são conhecidas por promover certas doenças, ou para ajudar a transformar células-tronco em células necessárias para reparar tecidos danificados, como osso ou cartilagem, "Alsberg disse.