p Embora agentes de imagem baseados em nanopartículas direcionados e terapêuticas para o diagnóstico e tratamento do câncer estejam abrindo seu caminho para e através do processo de ensaios clínicos, os pesquisadores ainda não têm um bom entendimento de como as nanopartículas alcançam os tumores e como elas se ligam e entram no tumor-alvo. Para superar esse déficit de conhecimento, duas equipes de investigadores, ambas as partes da Alliance for Nanotechnology in Cancer realizaram estudos com o objetivo de rastrear nanopartículas conforme elas se movem através de animais vivos. p Em um estudo, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Stanford usou pontos quânticos para estudar como as nanopartículas viajam através dos vasos sanguíneos do tumor em sujeitos de teste vivos, ligam-se a alvos moleculares na superfície desses vasos sanguíneos, e então sair da corrente sanguínea e entrar no próprio tumor. Sanjiv Sam Gambhir, co-diretor de um dos nove Centros de Excelência em Nanotecnologia do Câncer do National Cancer Institute (NCI), conduziu este estudo. Ele e seus colegas publicaram suas descobertas no jornal Pequena . Em um segundo estudo, publicado no jornal ACS Nano , Os investigadores da Aliança Dong Shin, Mostafa El-Sayed, e Shuming Nie da Emory University e do Georgia Institute of Technology usaram nanocristais de ouro direcionados para estudar o direcionamento ativo e passivo de tumores.

p No estudo de Stanford, Dr. Gambhir e seus colaboradores exploraram os recursos da microscopia intravital, uma técnica que permite aos pesquisadores ver marcadores fluorescentes brilhantes através da pele de um animal vivo em tempo real. Nesta série de experimentos, a equipe de Stanford examinou o tráfico de nanopartículas em camundongos em que uma variedade de tipos diferentes de tumores cresceram nas orelhas dos animais. Para o marcador fluorescente, os investigadores usaram um ponto quântico emissor de infravermelho próximo ligado a RGD, uma molécula conhecida por se ligar fortemente a uma proteína encontrada na superfície dos vasos sanguíneos que cercam os tumores.

p Para sua surpresa, os pesquisadores descobriram que, independentemente do tipo de tumor estudado, ligação de nanopartículas ocorreu apenas quando agregados de partículas - e não partículas individuais - foram capazes de se amarrar a múltiplos, locais discretos dentro de um tumor. Os pesquisadores não foram capazes de detectar qualquer ligação significativa quando repetiram esses experimentos usando pontos quânticos sem a molécula de direcionamento RGD. Os pesquisadores também descobriram que as taxas de ligação e os padrões de ligação eram consistentes em todos os tipos de tumor, uma descoberta tranquilizadora, dada a heterogeneidade natural que caracteriza os cânceres humanos.

p Embora a capacidade de ligação pareça ser independente do tipo de tumor, o mesmo não pode ser dito para extravasamento, ou seja, o trânsito de uma nanopartícula da corrente sanguínea para um tumor. Os pesquisadores observaram em seu artigo que é provável que a forma e o tamanho das nanopartículas tenham um papel crítico na determinação de como uma determinada nanopartícula extravasará para cada tipo específico de tumor.

p Enquanto isso, a equipe da Emory-Georgia Tech usou nanocristais de ouro em forma de bastão ligados a peptídeos direcionados a tumores para explorar os mecanismos de entrega que permitem que as nanopartículas se acumulem nos tumores. Os pesquisadores usaram nanopartículas de ouro para que pudessem quantificar o número de nanopartículas que chegam a tumores e outros tecidos. O ouro não ocorre naturalmente em mamíferos, portanto, qualquer ouro detectado em um determinado tumor ou tecido usando a técnica altamente sensível e precisa conhecida como espectrometria de massa elementar teria que ter vindo de nanopartículas de ouro.

p Para conduzir seus experimentos, os pesquisadores criaram três formulações anexando uma das três moléculas direcionadas ao tumor à superfície dos nanobastões de ouro. Eles então injetaram as nanopartículas em animais com tumores humanos implantados, permitiu que as nanopartículas circulassem pelo corpo, e mediu a quantidade de ouro que se acumulou nos tumores implantados e em outros tecidos. Os pesquisadores também repetiram esse experimento usando nanopartículas de ouro não direcionadas. Os resultados foram surpreendentes, pois as moléculas de direcionamento aumentaram apenas marginalmente a quantidade de ouro que se acumulou nos tumores.

p Os pesquisadores concluíram que as nanopartículas de ouro projetadas para serem usadas na terapia anticâncer fototérmica devem ser injetadas diretamente nos tumores, em vez de por administração intravenosa, a fim de atingir a maior concentração de ouro nos tumores. Eles também observaram em seu artigo que esses experimentos sugerem que a ligação ao alvo não é a etapa limitante da taxa para a entrega de nanopartículas, mas sim que o transporte para fora da corrente sanguínea para os tumores é a principal barreira para o acúmulo de nanopartículas nos tumores.