p Uma classe de nanopartículas projetadas - esferas centradas em ouro menores do que vírus - se mostrou segura quando administrada por duas rotas alternativas em um estudo com camundongos liderado por pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Stanford. Isso marca o primeiro passo na escada dos estudos de toxicologia que, dentro de um ano e meio, poderia render a testes em humanos dos minúsculos agentes para a detecção de câncer colorretal e possivelmente outros. p “A falta de toxicidade dessas nanopartículas em camundongos é um bom sinal de que elas se comportarão bem em humanos, "disse Sanjiv Sam Gambhir, MD, PhD, professor de radiologia e autor sênior do estudo, que será publicado em 20 de abril como o artigo em destaque em Ciência, Medicina Translacional .

p "Detecção precoce de qualquer câncer, incluindo câncer colorretal, melhora significativamente a sobrevivência, "disse Gambhir. Por exemplo, o uso generalizado da colonoscopia reduziu significativamente as taxas de mortalidade por câncer de cólon, ele disse. "Mas a colonoscopia depende do olho humano. Portanto, esta ferramenta de triagem, embora extremamente útil, ainda perde muitas lesões de câncer, como aquelas que são muito pequenas, obscuro ou plano para ser notado. "

p Uma maneira promissora de detectar lesões cancerígenas precocemente é empregar repórteres moleculares que são atraídos pelos locais das lesões cancerígenas. Um método em uso envolve corantes fluorescentes acoplados a anticorpos que reconhecem e se ligam às características da superfície das células cancerosas.

p Mas essa abordagem tem suas desvantagens, disse Gambhir, quem é o diretor do Programa de Imagem Molecular em Stanford. Os próprios tecidos do corpo também apresentam uma leve fluorescência, complicar as tentativas de localizar os locais do tumor. Mais, a faixa restrita de cores nas quais os corantes fixados por anticorpos fluorescem limita o número de diferentes características associadas ao tumor que podem ser identificadas simultaneamente. Algumas versões dessa abordagem também se mostraram tóxicas para as células.

p O novo estudo é a primeira demonstração bem-sucedida da segurança de uma nova classe de agentes:pequenas bolas de ouro que foram revestidas com materiais projetados para serem detectados com sensibilidade muito alta, em seguida, envolto em conchas de sílica transparentes e ligado a moléculas de polietilenoglicol para torná-los mais biologicamente amigáveis. As moléculas que se alojam nas células cancerosas podem ser fixadas nelas. As nanopartículas resultantes medem apenas 100 nanômetros de diâmetro.

p Os materiais que cercam os centros de ouro das nanopartículas têm especial, se sutil, propriedades ópticas. Tipicamente, a luz é refletida na superfície de um material no mesmo comprimento de onda que tinha quando atingiu a superfície. Mas em cada um dos materiais especializados, cerca de um décimo milionésimo da luz incidente é refletida em um padrão de comprimentos de onda discretos característicos daquele material. Os núcleos de ouro subjacentes foram desbastados de uma maneira que amplifica muito o chamado "efeito Raman, "permitindo a detecção simultânea de muitos materiais de imagem diferentes por um instrumento sensível chamado microscópio Raman.

p Nanopartículas deste tipo foram originalmente usadas em tintas monetárias, para torná-los difíceis de falsificar. Mas o laboratório de Gambhir, em colaboração com a Oxonica Materials, uma pequena empresa de propriedade da Cabot Corp., com sede em Boston, adaptou-os para uso biológico.

p "A fotoimagem com essas nanopartículas promete a detecção precoce de doenças, mesmo antes de qualquer mudança anatômica grosseira aparecer, sem remover fisicamente qualquer tecido do paciente, "disse Gambhir, que também é a Virginia e D.K. Ludwig Professor de Pesquisa do Câncer. Mas até agora, não há prova de que essas partículas não sejam tóxicas. Os efeitos potenciais de algo tão pequeno que possa ser absorvido pelas células não podem ser tomados como garantidos.

p Para ver se essa preocupação pode ser deixada de lado, os investigadores administraram as nanopartículas a dois grupos de ratos, cada um consistindo de 30 machos e 30 fêmeas, e avaliou a toxicidade de várias maneiras. Em cada caso, a dose era 1, 000 vezes maior do que o necessário para obter um sinal claro das nanopartículas.

p O primeiro grupo de 60 ratos recebeu as nanopartículas por via retal. Os pesquisadores acompanharam com uma série de medições em cinco pontos de tempo diferentes, variando de cinco minutos a duas semanas. Eles monitoraram a pressão arterial dos animais de teste, eletrocardiogramas e contagem de leucócitos. Eles examinaram vários tecidos para aumentos na expressão de enzimas antioxidantes ou proteínas de sinalização pró-inflamatórias, o que sugeriria estresse fisiológico nas células dos animais. Eles tingiram os tecidos com corantes que marcam as células que estão morrendo.

p Essas inspeções não produziram praticamente nenhum sinal de estresse para os tecidos, e nenhum até duas semanas após o momento da administração. Mais importante, a equipe inspecionou os tecidos por meio de microscopia eletrônica para descobrir onde as partículas contendo ouro se alojaram. Eles não encontraram ouro em qualquer lugar fora do intestino, indicando que as nanopartículas permaneceram confinadas a esse órgão e, portanto, quando administrado por via retal, não representava nenhuma ameaça de toxicidade sistêmica. Além disso, as nanopartículas foram rapidamente excretadas.

p "Isso reduz o nível de teste desses agentes pela Food and Drug Administration para uso na detecção de câncer colorretal, porque trata de preocupações sobre toxicidade sistêmica, "Gambhir disse.

p Contudo, mesmo se as nanopartículas tivessem se movido para além do intestino, parece que não teriam causado problemas sistêmicos. Ao administrar as nanopartículas por via intravenosa ao segundo grupo de 60 camundongos, os pesquisadores mais uma vez encontraram sinais escassos de inflamação ou outras evidências de toxicidade - e praticamente nenhum até duas semanas após a administração. As nanopartículas administradas por via intravenosa foram rapidamente sequestradas por células necrófagas residentes em órgãos como o fígado e o baço.

p Isso abre a porta para testes em humanos de injeções intravenosas dessas nanopartículas para pesquisar tumores por todo o corpo. "We can attach molecules targeting breast, lung or prostate cancer to these spheres, " Gambhir said. In the study, the researchers did test nanoparticles conjugated to one such molecule:a small protein snippet, or peptide, known to be attracted to tumor cells. Novamente, no toxic effects were observed.

p Gambhir's group is now filing for FDA approval to proceed to clinical studies of the nanoparticles for the diagnosis of colorectal cancer.