(PhysOrg.com) - A cura mais certa para o câncer é remover até a última gota de um tumor por meio de cirurgia. Infelizmente, para a maioria dos cânceres, essa também é a abordagem mais difícil por causa de dois problemas:hoje é quase impossível detectar até o último tumor no corpo e muitas vezes é difícil determinar onde um tumor pára e começa o tecido saudável. Uma solução para ambos os problemas pode estar disponível na forma de uma nanopartícula de duplo propósito que penetra nas células tumorais e as ilumina usando imagens de fluorescência ou ressonância magnética (MRI).

Uma equipe de investigadores liderada por Roger Tsien, Ph.D., um membro do Centro de Nanotecnologia para Tratamento financiado pelo National Cancer Institute, Entendimento, e Monitoramento do Câncer na Universidade da Califórnia, San Diego, desenvolveu uma nanopartícula de duplo propósito que só entra nas células revestidas com duas proteínas que as células tumorais usam para invadir o tecido saudável. Uma vez que as nanopartículas se acumulam nas células tumorais, eles se tornam facilmente visíveis usando ressonância magnética ou um microscópio de fluorescência padrão. Os pesquisadores relatam que podem detectar tumores tão pequenos quanto 200 mícrons de diâmetro, e que eles podem remover até mesmo traços microscópicos de tecido maligno rastreando o sinal fluorescente que as nanopartículas emitem. Dr. Tsien e seus colegas relatam seu trabalho em artigos consecutivos que aparecem no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Os pesquisadores construíram sua sonda usando uma nanopartícula polimérica esférica conhecida como dendrímero. Os dendrímeros têm inúmeras ligações químicas disponíveis em sua superfície, que permitiu à equipe do Dr. Tsien anexar três entidades diferentes a cada nanopartícula:um peptídeo penetrante de célula ativável (ACPP); três moléculas do corante fluorescente conhecido como Cy5; e 15-30 moléculas de quelato de gadolínio, um potente agente de contraste de ressonância magnética, para cada nanopartícula.

ACPPs são curtos, péptidos carregados positivamente ligados por uma molécula clivável a um segundo péptido carregado negativamente. Peptídeos carregados positivamente são bem conhecidos por sua capacidade de penetrar nas células, mas no estado inativado o peptídeo carregado negativamente ligado bloqueia a penetração celular. A clivagem do ligante remove o peptídeo carregado negativamente, permitindo que o peptídeo de carga positiva restante - e qualquer carga anexada - entre nas células. Nesse caso, o ligante é clivado apenas por uma das duas proteínas - metaloproteína-2 da matriz ou metaloproteína-9 da matriz - que estão presentes em grande número nas superfícies das células tumorais. Como resultado dessa especificidade, nanopartículas anexadas a este ACPP entram apenas nas células tumorais. Nanopartículas ligadas a um peptídeo semelhante, mas aquele que não pode ser clivado, não entrou nas células tumorais e foi eliminado rapidamente do corpo.

Quando injetado em animais com tumores humanos, as nanopartículas acumuladas em tumores ao longo de 48 horas e eram facilmente visíveis usando ressonância magnética de corpo inteiro. Quando os investigadores estavam conduzindo este experimento, eles notaram bordas brilhantes circundando até mesmo pequenos tumores. Após um exame mais minucioso usando microscopia de fluorescência, os pesquisadores foram capazes de delinear claramente as bordas irregulares dos tumores.

Usando as bordas fluorescentes brilhantes como guia, os pesquisadores foram então capazes de obter uma remoção mais completa do tumor do que seria possível sem a orientação de nanopartículas. Os camundongos com tumor que receberam as nanopartículas antes da cirurgia tiveram melhor sobrevida livre de tumor e sobrevida global a longo prazo do que os animais cujos tumores foram removidos usando iluminação tradicional. Os investigadores foram documentados, por meio de ressonância magnética de acompanhamento, que removeram todos os tumores durante a cirurgia.

Este trabalho é detalhado em dois artigos. O primeiro é intitulado, "Peptídeos de penetração de células ativáveis ​​ligados a nanopartículas como sondas duplas para fluorescência in vivo e imagem MR de proteases, "e o segundo intitulado, "A cirurgia com imagens de fluorescência molecular usando peptídeos de penetração celular ativáveis ​​diminui o câncer residual e melhora a sobrevida."