Por décadas, pesquisadores têm trabalhado para desenvolver nanopartículas que entregam medicamentos contra o câncer diretamente aos tumores, minimizar os efeitos colaterais tóxicos da quimioterapia. Contudo, mesmo com o melhor dessas nanopartículas, apenas cerca de um por cento da droga normalmente atinge seu alvo pretendido. Agora, uma equipe de pesquisadores do MIT, o Sanford-Burnham Medical Research Institute, e a Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD) projetou um novo tipo de sistema de entrega em que uma primeira onda de nanopartículas se concentra no tumor, em seguida, convoca uma segunda onda muito maior que distribui o medicamento contra o câncer. Esta comunicação entre nanopartículas, habilitado pela própria bioquímica do corpo, aumentou a distribuição de drogas para tumores em mais de 40 vezes em um estudo com camundongos.
Esta nova estratégia pode aumentar a eficácia de muitos medicamentos para o câncer e outras doenças, dizem os investigadores. Esta equipe multi-institucional foi liderada por Sangeeta Bhatia do MIT, que também é membro do MIT-Harvard Center of Cancer Nanotechnology Excellence, parte da Aliança do Instituto Nacional do Câncer para Nanotecnologia no Câncer. Esta pesquisa é descrita em um artigo publicado na revista Nature Materials. Michael Sailor da UCSD e Erkki Ruoslahti do Sanford Burnham Institute, ambos membros seniores da Alliance for Nanotechnology in Cancer, também participou deste estudo.
A Dra. Bhatia e seus colaboradores se inspiraram em sistemas biológicos complexos nos quais muitos componentes trabalham juntos para atingir um objetivo comum. Por exemplo, o sistema imunológico funciona por meio de uma cooperação altamente orquestrada entre muitos tipos diferentes de células. Nesse caso, a abordagem da equipe é baseada na cascata de coagulação do sangue - uma série de reações que começa quando o corpo detecta uma lesão em um vaso sanguíneo. Proteínas no sangue conhecidas como fatores de coagulação interagem em uma complexa cadeia de etapas para formar filamentos de fibrina, que ajudam a selar o local da lesão e prevenir a perda de sangue.
Para aproveitar o poder de comunicação dessa cascata, os pesquisadores precisavam de dois tipos de nanopartículas - sinalização e recepção. Partículas de sinalização, que constituem a primeira onda, Saem da corrente sangüínea e cheguem ao local do tumor por meio de pequenos orifícios nos vasos sangüíneos com vazamento que normalmente circundam os tumores (é a mesma maneira que a maioria das nanopartículas direcionadas chega ao seu destino). Uma vez no tumor, esta primeira onda de partículas faz com que o corpo acredite que ocorreu uma lesão no local do tumor, tanto pela emissão de calor quanto pela ligação a uma proteína que desencadeia a cascata de coagulação.
As partículas receptoras são revestidas com proteínas que se ligam à fibrina, o que os atrai para o local da coagulação do sangue. Essas partículas de segunda onda também carregam uma carga útil de drogas, que eles liberam assim que alcançam o tumor.
Em um estudo com ratos, um sistema de sistemas de nanopartículas comunicantes distribuiu 40 vezes mais do agente anticâncer amplamente utilizado doxorrubicina do que as nanopartículas não comunicantes. Os pesquisadores também viram um efeito terapêutico correspondentemente amplificado nos tumores de camundongos tratados com nanopartículas comunicantes.
Para preparar o caminho para possíveis ensaios clínicos e aprovação regulatória, A Dra. Bhatia e seus colegas agora estão explorando maneiras de substituir os componentes desses nanossistemas cooperativos por medicamentos que já estão sendo testados em pacientes. Por exemplo, drogas que induzem a coagulação em locais de tumor poderiam substituir as partículas de sinalização testadas neste estudo.
Este trabalho, que é detalhado em um artigo intitulado, "Nanopartículas que se comunicam in vivo para amplificar o direcionamento do tumor, "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.
