p A nanotecnologia oferece novas possibilidades poderosas para terapias direcionadas ao câncer, mas os desafios de design são muitos. Os cientistas da Northwestern University agora são os primeiros a desenvolver uma nanopartícula simples, mas especializada, que pode entregar um medicamento diretamente ao núcleo de uma célula cancerosa - uma característica importante para um tratamento eficaz. p Eles também são os primeiros a obter imagens diretas em dimensões em nanoescala de como as nanopartículas interagem com o núcleo de uma célula cancerosa.

p "Nossas nanostars de ouro carregadas de drogas são pequenas caronas, "disse Teri W. Odom, que liderou o estudo de células de câncer cervical e de ovário humano. “Eles são atraídos por uma proteína na superfície da célula cancerosa que transporta convenientemente as nanostars para o núcleo da célula. na porta do núcleo, as nanostars liberam a droga, que continua no núcleo para fazer seu trabalho. "

p Odom é o Board of Lady Managers da Columbian Exposition Professor de Química no Weinberg College of Arts and Sciences e um professor de ciência de materiais e engenharia na McCormick School of Engineering and Applied Science.

p Usando microscopia eletrônica, Odom e sua equipe descobriram que suas nanopartículas carregadas de drogas mudam drasticamente a forma do núcleo da célula cancerosa. O que começa como um bom, elipsóide liso torna-se uma forma irregular com dobras profundas. Eles também descobriram que essa mudança na forma após a liberação do medicamento estava conectada à morte das células e à redução da viabilidade da população de células - ambos resultados positivos ao lidar com células cancerosas.

p Os resultados são publicados na revista ACS Nano .

p Desde esta pesquisa inicial, os pesquisadores passaram a estudar os efeitos das nanostars de ouro carregadas com drogas em 12 outras linhas de células de câncer humano. O efeito foi praticamente o mesmo. "Todas as células cancerosas parecem responder de forma semelhante, "Odom disse." Isso sugere que a capacidade de transporte da proteína nucleolina para nanopartículas funcionalizadas pode ser uma estratégia geral para a entrega de drogas com alvo nuclear.

p A nanopartícula é simples e bem projetada. É feito de ouro e tem o formato de uma estrela, com cinco a 10 pontos. (Uma nanostar tem aproximadamente 25 nanômetros de largura.) A grande área de superfície permite que os pesquisadores carreguem uma alta concentração de moléculas de droga na nanostar. Menos droga seria necessária do que as abordagens terapêuticas atuais usando moléculas livres porque a droga é estabilizada na superfície da nanopartícula.

p A droga usada no estudo é um aptâmero de DNA de fita simples chamado AS1411. Aproximadamente 1, 000 dessas fitas estão ligadas à superfície de cada nanostar.

p O aptâmero de DNA tem duas funções:é atraído e se liga à nucleolina, uma proteína superexpressada em células cancerosas e encontrada na superfície celular (bem como dentro da célula). E quando liberado da nanostar, o aptâmero de DNA também atua como a própria droga.

p Ligado à nucleolina, as nanostars de ouro carregadas de drogas aproveitam o papel da proteína como um transporte dentro da célula e pedem carona até o núcleo da célula. Os pesquisadores então direcionam pulsos de luz ultrarrápidos - semelhantes aos usados ​​na cirurgia LASIK - nas células. A luz pulsada cliva os anexos de ligação entre a superfície de ouro e os aptâmeros de DNA tiolados, que então pode entrar no núcleo.

p Além de permitir que uma grande quantidade de droga seja carregada, a forma da nanostar também ajuda a concentrar a luz nos pontos, facilitando a liberação de drogas nessas áreas. A liberação de drogas a partir de nanopartículas é um problema difícil, Odom disse, mas com as nanostars de ouro a liberação ocorre facilmente.

p O fato de a nanostar de ouro poder entregar a droga sem a necessidade de passar pela membrana nuclear significa que a nanopartícula não precisa ter um determinado tamanho, oferecendo flexibilidade de design. Também, as nanostars são feitas usando uma síntese biocompatível, o que é incomum para nanopartículas.

p Odom prevê o método de entrega de drogas, uma vez otimizado, pode ser particularmente útil nos casos em que os tumores estão bastante próximos da superfície da pele, como a pele e alguns cânceres de mama. (A fonte de luz seria externa ao corpo.) Os cirurgiões que removem tumores cancerígenos também podem achar as nanostars de ouro úteis para erradicar quaisquer células cancerosas perdidas no tecido circundante.