O uso de minúsculas "nanoconchas" de ouro para fornecer um pouco de calor às células tumorais da mama já tratadas com radiação aumenta o potencial de morte do tratamento - não apenas reduzindo o tumor, mas matando as células-tronco cancerosas, disseram pesquisadores do Hospital Metodista, Baylor College of Medicine e The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center em um relatório para Ciência, Medicina Translacional .

Em estudos de células tumorais cultivadas em laboratório e de camundongos com os tumores humanos e camundongos mais agressivos, os pesquisadores descobriram que a radiação mais nanoconchas de ouro aquecidas com um laser infravermelho próximo não apenas encolheu os tumores, mas diminuiu drasticamente a população de células-tronco cancerosas, disse Rachel Atkinson, o estudante de graduação de Baylor que é o primeiro autor do relatório. Seus mentores são o Dr. Jeffrey Rosen, professor de biologia molecular e celular e membro do Dan L. Duncan Cancer Center designado pelo NCI e Dr. Jenny C. Chang, um ex-professor BCM que agora é diretor do Methodist Cancer Center. Ambos são autores seniores do relatório.

Atkinson disse, "Eu tropecei nisso quando era um estudante de graduação do primeiro ano. Eu trabalhava com radiação e células-tronco cancerosas, que são resistentes à quimioterapia e à radioterapia. Tratei minhas células com radiação e as deixei no fim de semana. Quando voltei na segunda-feira, Fiquei desapontado porque minhas células-tronco cancerosas estavam mortas e as células normais estavam bem. "

Ela abriu a incubadora e seus óculos embaçaram, dando a ela uma pista de que a temperatura havia subido no fim de semana. Essa foi a pista de que o calor e a radiação pareciam ser eficazes contra as células-tronco teimosas.

Ela seguiu com diferentes tipos de células tumorais e estava prestes a publicar seus dados quando soube de um grupo no M.D. Anderson que usava nanoconchas para entregar hipertermia e para sensibilizar tumores à radioterapia. Esses estudos originais demonstraram que a hipertermia administrada através de nanoconchas aumenta a perfusão de tumores com oxigênio e também interrompe focalmente o suprimento de sangue para os tumores, ambos aumentam a eficácia da radiação. Eles decidiram colaborar para determinar que efeito o calor fornecido pelas nanoconchas teria em tumores altamente resistentes em camundongos.

Atkinson escolheu dois tumores de mama agressivos que representam um dos piores tipos de câncer de mama - câncer de mama triplo negativo, que carece de receptores cruciais que podem torná-lo alvo de drogas específicas. Ela também trabalhou com ratos que tinham tumores humanos do mesmo tipo.

Quando ela tratou os tumores apenas com radiação, os tumores encolheriam, mas uma grande porcentagem das células deixadas para trás eram células-tronco cancerosas, o que pode voltar a crescer o tumor. Adicionar um pouco de calor - de 37 graus C (98,6 graus F) a 42 graus C (107,6 graus F) - por meio das nanoconchas reduziu drasticamente a população de células-tronco.

"As células-tronco cancerosas eram mais sensíveis ao tratamento combinado do que a maior parte do tumor. Essa é a resposta exatamente oposta que vemos apenas com radiação, " ela disse.
Quando Atkinson transplantou células dos tumores tratados para camundongos, ela descobriu que os tumores eram menos agressivos e pareciam (fenótipo) mais diferenciados do que os tumores tratados apenas com radiação. Quando ela olhou para os tumores que cresceram após o transplante, ela descobriu que os tumores indiferenciados haviam mudado, tornando-se mais diferenciada com a formação de dutos e lúmens típicos da arquitetura mamária.

"A vantagem das nanoconchas é que você não aquece o mouse inteiro, ", disse Rosen. Estudos anteriores sobre o efeito do calor no câncer usaram o aquecimento de todo o corpo, que pode ter efeitos colaterais graves. Nesse caso, as nanoconchas de ouro, que são esferas de sílica de 100 nanômetros com cascas de ouro, invadir o tumor através dos vasos sanguíneos com vazamento que fornecem nutrição. (Um nanômetro é um bilionésimo de um metro.) Eles usaram um laser infravermelho próximo especial para aquecer as nanoconchas por cerca de 20 minutos.

"Estávamos nos concentrando nas células-tronco cancerosas, não apenas o encolhimento do tumor. Diminuir o tamanho do tumor não é um bom desfecho. Você pode reduzir o tumor com drogas ou radiação, mas não mata as células-tronco, "disse Rosen, que é um pioneiro no campo. "O que Rachel mostrou usando modelos de camundongos e xenoenxertos está levando a testes clínicos em pacientes."

"Essas descobertas podem ter implicações clínicas tremendas. O uso de nanoconchas de ouro com aquecimento e radiação pode eliminar as células-tronco cancerosas, bem como a maior parte do tumor, que pode melhorar a sobrevida em mulheres com câncer de mama, "disse Chang.

Atkinson também descobriu que, com a adição da hipertermia, as células cancerosas não conseguiam reparar o dano causado ao seu DNA e a maioria delas morria. O calor também evitou que as células aumentassem os níveis da maioria das proteínas de choque térmico, ela disse. A única proteína de choque térmico que aumentou pode explicar por que algumas das células-tronco progrediram para um estado mais diferenciado.

O resumo de um editor no jornal observou:"Embora as nanoconchas de ouro ainda exijam mais testes, tratamentos de hipertermia já estão em ensaios clínicos, e a radiação ionizante é um elemento básico da terapia do câncer. Isso sugere que a terapia dupla de hipertermia-radiação para câncer de Atkinson et al. deve ser receptivo a um ambiente clínico. "