Nove anos atrás, cientistas do Instituto de Neurocirurgia Maxine Dunitz do Cedars-Sinai detectaram uma mudança sutil ocorrendo na composição molecular do tipo mais agressivo de tumores cerebrais, glioblastoma multiforme. Com mais estudos, eles descobriram que uma proteína específica chamada laminina-411 desempenha um papel importante na capacidade do tumor de construir novos vasos sanguíneos para suportar seu crescimento e disseminação. Mas não existia então tecnologia para bloquear essa proteína.

Agora, empregando nova tecnologia de engenharia de medicamentos que faz parte de uma ciência avançada chamada nanomedicina, a equipe de pesquisa criou um medicamento "nanobioconjugado" que pode ser administrado por injeção intravenosa e transportado no sangue para atingir o tumor cerebral. É projetado para permear especificamente a parede celular do tumor, entrando em endossomos, compartimentos móveis dentro das células.

À medida que os endossomos amadurecem, eles crescem ácidos (baixo pH), e um componente químico da droga é acionado neste ponto, quebrar as membranas dos endossomos. Drogas liberadas bloqueiam a produção de laminina-411 pelas células tumorais, a proteína "maligna" de novos vasos tumorais. Por sua natureza, o medicamento não é tóxico para células não tumorais; os efeitos colaterais associados à quimioterapia convencional não são um problema com esta classe de medicamentos.

Acredita-se que esta abordagem seja a primeira de seu tipo - a primeira aplicação de uma unidade de escape de endossomo dependente de pH em drogas administradas por via intravenosa para tratamento de câncer no cérebro - conforme relatado em Proceedings of the National Academy of Sciences . Estudos em ratos de laboratório mostram que este sistema permite que grandes quantidades de drogas antitumorais se acumulem nos tumores, retardando significativamente o crescimento de novos vasos e os próprios tumores. Os tumores em animais tratados com a droga eram 90 por cento menores do que em um grupo de controle.

Gliomas, um tipo de tumores cerebrais malignos, são extremamente difíceis de tratar. Sua tendência de se espalhar para o tecido cerebral saudável e sua capacidade de reaparecer em locais distantes os tornam virtualmente impossíveis de remover completamente por meio de cirurgia. Eles resistem à quimioterapia e à radioterapia, e o próprio cérebro é "protegido" pela barreira hematoencefálica e pelos mecanismos do sistema imunológico que impedem a maioria das terapias.

O sistema desenvolvido no Cedars-Sinai - um nanobioconjugado - parece eliminar os principais obstáculos ao tratamento medicamentoso para tumores cerebrais. Os nanoconjugados são a evolução mais recente de drogas moleculares projetadas para entrar nas células e alterar especificamente alvos definidos dentro delas. Conforme sugerido pelo termo "bioconjugado, "esses sistemas contêm" módulos "químicos anexados (conjugados) a um veículo de entrega por fortes ligações químicas. Essas ligações evitam que os componentes sejam danificados ou separados em tecidos ou plasma sanguíneo durante o trânsito. Mas com a engenharia de drogas inventiva, o componente antitumoral é ativado diretamente dentro das células tumorais.

Um nanoconjugado existe como uma única unidade química, com seus componentes realizando tarefas críticas em uma sequência predeterminada e atacando vários alvos simultaneamente. O ataque final a uma célula tumoral depende de um complexo, cadeia bem coreografada de eventos bioquímicos, tais como:penetrar na barreira hematoencefálica e na barreira hematoencefálica do tumor; direcionar especificamente para células tumorais; permeando as paredes dos vasos sanguíneos e células tumorais; liberar drogas antitumorais no lugar e na hora certa; e mecanismos de desmantelamento que ajudam os vasos sanguíneos que alimentam o tumor a crescer.

"Este nanobioconjugado é diferente das drogas nanomedicina anteriores porque entrega e libera drogas antitumorais dentro das células tumorais, não apenas no local de um tumor, "disse a pesquisadora Julia Y. Ljubimova, M.D., Ph.D., autor sênior do artigo. Ela dirige o Laboratório de Entrega de Medicamentos e Nanomedicina do Departamento de Neurocirurgia do Cedars-Sinai. Outros contribuidores importantes para este estudo e o artigo incluem:Hui Ding, Ph.D., e Eggehard Holler, Ph.D., químicos, bioquímicos e imunologistas. Holler é afiliado ao Cedars-Sinai e à Universidade de Regensburg, na Alemanha.

A droga do Cedars-Sinai, uma macromolécula de 20 a 30 nanômetros de tamanho, é baseado em uma forma altamente purificada de ácido polimálico derivado do organismo de célula única Physarum polycephalum. Quando o nanoconjugado tiver cumprido suas tarefas, o corpo o digere completamente, não deixando nenhum resíduo prejudicial.

"Com base em nossos estudos, este nanoconjugado parece ser uma plataforma de entrega segura e eficiente que também pode ser apropriada no tratamento de doenças cerebrais degenerativas e uma ampla gama de outros distúrbios. É degradado de forma inofensiva em dióxido de carbono e água, não tóxico para o tecido normal, e, ao contrário de algumas drogas, é não imunogênico, o que significa que não estimula o sistema imunológico a ponto de causar reações alérgicas que podem variar de tosses leves ou erupções cutâneas a súbitas, sintomas de risco de vida, "Disse Ljubimova. Os pesquisadores prevêem que os testes clínicos da droga em humanos começarão em um futuro próximo.