(PhysOrg.com) - Uma invenção feita por pesquisadores da Universidade do Arizona pode fornecer uma maneira de administrar drogas quimioterápicas aos tecidos cancerosos em doses controladas, sem prejudicar as células saudáveis ​​do corpo.

Pesquisadores da Universidade do Arizona podem ter encontrado uma maneira de administrar drogas quimioterápicas aos tecidos cancerosos em doses controladas, sem prejudicar as células saudáveis ​​do corpo.

Se for bem sucedido, a invenção de lipossomas revestidos de ouro poderia tornar a quimioterapia mais eficaz para destruir células cancerosas e aliviar os efeitos colaterais prejudiciais que podem resultar do tratamento.

A invenção de Marek Romanowski, professor associado do departamento de engenharia biomédica da Faculdade de Engenharia da UA, e sua equipe de laboratório não tem uma fresta de esperança. Melhor:tem um forro de ouro. O segredo para controlar de forma não invasiva a liberação de drogas quimioterápicas está em cápsulas em escala nanométrica feitas de lipídios e revestidas com uma fina camada de ouro.

As drogas quimioterápicas às vezes são encerradas em pequenas cápsulas chamadas lipossomas, que são feitos de lipídios orgânicos que já estão presentes nas células humanas. O encapsulamento lipídico impede que o sistema imunológico do corpo ataque a molécula estranha antes que ela possa administrar a droga.

Uma vez liberado na corrente sanguínea, os lipossomas que transportam drogas se acumulam em torno de um tumor de câncer por causa de uma propriedade conhecida como vasculatura permeável:as células do tumor têm aberturas extras para os vasos sanguíneos para absorver os nutrientes transportados na corrente sanguínea, geralmente porque estão tentando crescer mais rapidamente do que as células normais. O fluxo de sangue extra significa que mais nutrientes, e também mais lipossomas, tendem a se acumular nas células tumorais, onde eventualmente se decompõem e liberam a droga nas células, levando à morte celular.

Os medicamentos altamente tóxicos usados ​​para quimioterapia destroem as células cancerosas, mas sem nenhuma maneira de discriminar entre os tipos de células, eles também podem danificar células saudáveis. Este dano ao corpo é normal, células saudáveis ​​levam aos efeitos colaterais normalmente associados aos tratamentos de quimioterapia:anemia, perda de cabelo, vômito - à medida que as células que constituem o revestimento do estômago são destruídas - e náuseas, entre outros.

Chaves em uma fechadura

Para melhor direcionar as células cancerosas, a equipe da UA anexou lipossomas a moléculas sinalizadoras chamadas ligantes, que interagem com receptores celulares específicos como chaves em uma fechadura.

"Tudo depende da doença que temos como alvo, mas no caso de células tumorais, eles superexpressam certos receptores por várias razões. Um deles é que as células tumorais estão se proliferando muito rapidamente, e então eles expressam muitos receptores de nutrientes porque querem se dividir mais rápido, "disse Xenia Kachur, um estudante de graduação do terceiro ano no Programa Interdisciplinar de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, ou GIDP. Os receptores extras tornam os lipossomas mais propensos a se agarrar e entrar nas células tumorais do que as células normais.

À medida que se degradam, lipossomas liberam drogas pouco a pouco de uma forma descontrolada, que pode não destruir eficazmente as células tumorais. Disse Sarah Leung, um estudante de pós-graduação do quarto ano no GIDP de engenharia biomédica que também está no laboratório Romanowski:"Há uma concentração particular na qual você tem resultados ótimos, então, abaixo disso, você não tem o suficiente da droga para obter uma boa resposta, e acima disso, pode ser ainda mais tóxico. "

A nova invenção pode permitir que os médicos controlem a quantidade de medicamento liberada por vez, e para liberar a droga apenas na região do tumor, protegendo assim as células saudáveis ​​dos danos causados ​​pela droga. É aqui que entra o forro dourado.

Drogas revestidas de ouro

"Uma propriedade do ouro é que ele pode converter luz infravermelha em calor, "disse Kachur." Ao colocar ouro na superfície desses lipossomas, podemos então colocar um estímulo, como luz infravermelha próxima. O ouro converte a luz em calor, o calor faz com que o lipossoma vaze, e o que quer que esteja realmente concentrado no interior pode se espalhar pelo lipossoma com vazamento. "

"A luz infravermelha penetra mais profundamente no corpo porque é o que menos interage com a maioria dos tecidos, e também evita muito do aquecimento que seu corpo pode experimentar, "disse Kachur.

A teoria diz que a quantidade de luz infravermelha pode ser variada para controlar a quantidade de droga que é liberada dos lipossomas revestidos de ouro.

"Usando mais ou menos luz, você pode liberar mais ou menos da droga e cronometrar as respostas também, então quando você acende a luz, alguma droga vai vazar, você pode acioná-lo novamente e ter mais vazamento de drogas, ou você pode esperar um pouco, deixe a droga se dispersar, faça o seu trabalho, em seguida, acione-o novamente. Isso permite muito mais liberdade com o processo de lançamento, "disse Leung." Por ter essa resposta muito disparada, você pode atingir aquela janela terapêutica. "

Apesar do aumento do fluxo sanguíneo para as células tumorais e da ação key-in-lock dos ligantes, alguns lipossomas ainda podem acabar dentro de células saudáveis. Nesse caso, o revestimento de ouro poderia atuar potencialmente na prevenção da liberação da droga tóxica para as células saudáveis.

Ao brilhar seletivamente a luz infravermelha apenas na região do tumor, os médicos podem ter certeza de que apenas os lipossomas na região do tumor são capazes de liberar a droga.

"Depois de saber onde estão os tumores, você pode seguir em frente e apontar sua fonte de luz para essas áreas. O que restar deixará o corpo ou poderá ser liberado lentamente, mas não tão alto ou tão tóxico quanto seria se você apenas injetasse a droga sistemicamente, "disse Leung.

A invenção tem outro bônus:"O lipossoma revestido de ouro é biodegradável, que é uma das melhores partes do nosso sistema, "disse Leung. Atualmente não há tratamentos quimioterápicos aprovados que permitam que as nanoestruturas de ouro sejam eliminadas do corpo pelos próprios mecanismos do corpo, disse Leung.

Rins, os órgãos que normalmente filtram as moléculas de resíduos do sangue, têm um limite quanto ao tamanho da molécula que podem filtrar. "Devido ao tamanho em que se degrada, nosso sistema deve ser eliminado pelo rim, que é realmente único, "disse Leung.

Ainda há muitas etapas a serem executadas para testar a invenção antes que ela possa ser usada na terapia do câncer. Mas se for bem sucedido, lipossomas revestidos de ouro podem fornecer um método para direcionar drogas quimioterápicas para células cancerosas, desencadeia de forma não invasiva a liberação dos medicamentos usando luz infravermelha e fornece uma maneira para o corpo filtrar naturalmente o medicamento da corrente sanguínea.

Um dia, pacientes com câncer podem potencialmente receber tratamentos de quimioterapia com a confiança de que os medicamentos irão efetivamente destruir as células cancerosas, e sem medo de sofrer quaisquer efeitos colaterais prejudiciais.