p Muitas vezes, Os pesquisadores que projetam nanopartículas capazes de administrar doses eficazes de agentes anticâncer aos tumores devem equilibrar a necessidade de escolher uma nanopartícula que seja pequena o suficiente para escapar dos vasos sanguíneos que gotejam ao redor dos tumores, mas grande o suficiente para evitar a rápida eliminação da corrente sanguínea através dos rins. Equilibrar esses dois requisitos geralmente resulta no uso de nanopartículas que são realmente pequenas o suficiente para se acumular na vizinhança dos tumores, mas são realmente grandes demais para penetrar profundamente nos tumores para ter o efeito terapêutico máximo. p Agora, uma grande equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Hospital Geral de Massachusetts, e Harvard Medical School desenvolveram uma solução para este problema:multicamadas, ou multiestágios, nanopartículas que se dissolvem parcialmente uma vez que se acumulam em torno dos tumores, deixando para trás uma carga útil de nanopartículas com apenas um décimo do tamanho do veículo de entrega original. As nanopartículas de 10 nanômetros de diâmetro restantes, carregado com drogas anticâncer, pode então se difundir profundamente no interior denso de um tumor.

p Dai Fukumura, Moungi Bawendi, e Rakesh Jain, todos os membros seniores do corpo docente em suas respectivas instituições, dirigiu este estudo. A equipe publicou seus resultados no Proceedings of the National Academy of Sciences . O Dr. Bawendi também é membro do MIT-Harvard Center for Cancer Nanotechnology Excellence, financiado pelo National Cancer Institute.

p A chave para as novas nanopartículas é um material de gelatina que pode servir como substrato para enzimas que são produzidas em níveis elevados por tumores. As células cancerosas usam essas enzimas para dissolver a matriz extracelular que envolve os órgãos, permitindo que essas células malignas escapem para a corrente sanguínea e colonizem locais distantes do tumor primário. Os pesquisadores aproveitaram essa enzima incorporando minúsculas nanopartículas dentro do núcleo de gelatina das nanopartículas maiores que eles projetaram para serem injetadas na corrente sanguínea.

p Para este conjunto de experimentos, os investigadores carregaram as nanopartículas de gelatina de 100 nanômetros com pontos quânticos de 10 nanômetros. Embora os pontos quânticos provavelmente não sejam usados ​​para fornecer drogas aos tumores, esses nanobeacons produzem sinais ópticos brilhantes que podem ser facilmente monitorados à medida que são liberados das nanopartículas maiores. Experimentos iniciais usando tumores crescendo em cultura mostraram que as enzimas que degradam a gelatina fizeram seu trabalho e que os pontos quânticos liberados foram capazes de se difundir mais longe e de forma mais eficiente do que as partículas de 100 nanômetros nos tumores. Experimentos subsequentes em camundongos com tumor confirmaram esses achados in vitro, e como resultado, os investigadores estão agora planejando repetir esses experimentos usando partículas de 10 nanômetros carregadas com drogas no lugar dos pontos quânticos que eles usaram neste estudo.

p Outra abordagem para obter nanopartículas profundamente em tumores é interromper a capacidade do tumor de formar a matriz extracelular densa, feito de colágeno de proteína, que mantém as nanopartículas nas regiões externas de um tumor. O grupo do Dr. Jain no MIT e na Harvard Medical School fez exatamente isso, usando o amplamente usado medicamento para hipertensão Losartan para inibir a síntese de colágeno. Os pesquisadores também publicaram os resultados desses estudos no Proceedings of the National Academy of Sciences .

p Estudos clínicos em humanos demonstraram que Losartan reduz a incidência de fibrose cardíaca e renal, reduzindo a síntese de uma forma particular de colágeno, conhecido como tipo I. Dr. Jain e seus colegas raciocinaram que esse mesmo efeito inibitório pode levar a uma passagem mais fácil de nanopartículas para os recessos profundos de um tumor. Na verdade, esse é exatamente o efeito que observaram em doses da droga que eram pequenas o suficiente para não afetar a pressão arterial. Os testes mostraram que o Doxil, o primeiro agente anticâncer nanoparticulado aprovado, foi mais eficaz no tratamento de denso, tumores fibróticos, como tumores pancreáticos, crescendo em camundongos. O Dr. Jain e seus colegas observam em seu artigo que, como a terapia de longo prazo com Losartan se provou segura em humanos, e porque muitos agentes anticâncer aumentam a pressão arterial, a administração de Losartan com nanopartículas tem grande possibilidade de beneficiar pacientes com câncer.

p O trabalho em nanopartículas de múltiplos estágios, que é detalhado em um artigo intitulado, "Sistema de entrega de nanopartículas de múltiplos estágios para penetração profunda no tecido tumoral, "foi apoiado em parte pela NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, uma iniciativa abrangente projetada para acelerar a aplicação da nanotecnologia para a prevenção, diagnóstico, e tratamento do câncer. Um resumo deste artigo está disponível no site da revista.