p Usando uma técnica conhecida como "origami de ácido nucleico, ”Engenheiros químicos construíram partículas minúsculas feitas de DNA e RNA que podem entregar fragmentos de RNA diretamente aos tumores, desligando genes expressos em células cancerosas. p Para conseguir esse tipo de desligamento de gene, conhecido como interferência de RNA, muitos pesquisadores tentaram - com algum sucesso - entregar RNA com partículas feitas de polímeros ou lipídios. Contudo, esses materiais podem representar riscos à segurança e são difíceis de direcionar, diz Daniel Anderson, professor associado de ciências da saúde e tecnologia e engenharia química, e membro do Instituto David H. Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT.

p As novas partículas, desenvolvido por pesquisadores do MIT, Alnylam Pharmaceuticals e Harvard Medical School, parecem superar esses desafios, Anderson diz. Como as partículas são feitas de DNA e RNA, eles são biodegradáveis ​​e não representam uma ameaça para o corpo. Eles também podem ser marcados com moléculas de folato (vitamina B9) para direcionar a abundância de receptores de folato encontrados em alguns tumores, incluindo aqueles associados ao câncer de ovário - um dos mais mortais, os cânceres mais difíceis de tratar.

p Anderson é o autor sênior de um artigo sobre as partículas que aparecem na edição de 3 de junho da Nature Nanotechnology . O principal autor do artigo é o ex-pós-doutorado do MIT Hyukjin Lee, agora professor assistente da Ewha Womans University em Seul, Coreia do Sul.

p Perturbação genética

p Interferência de RNA (RNAi), um fenômeno natural que as células usam para controlar sua expressão gênica, intrigou os pesquisadores desde sua descoberta em 1998. A informação genética é normalmente transportada do DNA no núcleo para os ribossomos, estruturas celulares onde as proteínas são feitas. O RNA de interferência curto (siRNA) interrompe esse processo ao se ligar às moléculas de RNA mensageiro que carregam as instruções do DNA, destruindo-os antes que alcancem o ribossomo.

p nanopartículas de entrega de siRNA feitas de lipídios, que o laboratório de Anderson e Alnylam também estão desenvolvendo, mostraram algum sucesso em desligar os genes do câncer em estudos com animais, e os ensaios clínicos estão em andamento em pacientes com câncer de fígado. As nanopartículas tendem a se acumular no fígado, baço e pulmões, portanto, o câncer de fígado é um alvo natural - mas tem sido difícil direcionar essas partículas para tumores em outros órgãos.

p “Quando você pensa em câncer metastático, você não quer apenas parar no fígado, ”Anderson diz. “Você também deseja obter sites mais diversos.”

p Outro obstáculo para cumprir a promessa do RNAi tem sido encontrar maneiras de entregar as fitas curtas de RNA sem prejudicar os tecidos saudáveis ​​do corpo. Para evitar esses possíveis efeitos colaterais, Anderson e seus colegas decidiram tentar entregar RNA em um pacote simples feito de DNA. Usando origami de ácido nucléico - que permite aos pesquisadores construir formas 3-D a partir de segmentos curtos de DNA - eles fundiram seis fitas de DNA para criar um tetraedro (um tetraedro de seis gumes, pirâmide de quatro faces). Uma única fita de RNA foi então fixada a cada borda do tetraedro.

p “O que é particularmente empolgante sobre o origami de ácido nucleico é o fato de que você pode fazer partículas molecularmente idênticas e definir a localização de cada átomo, ”Anderson diz.

p Para direcionar as partículas às células tumorais, os pesquisadores anexaram três moléculas de folato a cada tetraedro. Fragmentos curtos de proteína também podem ser usados ​​para direcionar as partículas a uma variedade de tumores.

p Usando origami de ácido nucleico, os pesquisadores têm muito mais controle sobre a composição das partículas, tornando mais fácil criar partículas idênticas que buscam o alvo certo. Este não é normalmente o caso com nanopartículas de lipídios, diz Vinod Labhasetwar, professor de engenharia biomédica no Lerner Research Institute da Cleveland Clinic. “Com partículas de lipídios, você não tem certeza de qual fração das partículas está realmente chegando ao tecido-alvo, ”Diz Labhasetwar, que não esteve envolvido neste estudo.

p Circular e acumular

p Em estudos de ratos implantados com tumores humanos, os pesquisadores descobriram que, uma vez injetados, as nanopartículas de ácido nucléico circulavam na corrente sanguínea com meia-vida de 24 minutos - tempo suficiente para atingir seus alvos. O tetraedro de DNA parece proteger o RNA da rápida absorção e excreção pelos rins, o que geralmente acontece com o RNA administrado sozinho, Anderson diz.

p “Se você pegar um pequeno RNA de interferência e injetá-lo na corrente sanguínea, normalmente desaparece em seis minutos. Se você fizer uma nanopartícula maior usando métodos de origami, aumenta sua capacidade de evitar a excreção pelos rins, aumentando assim o seu tempo de circulação no sangue ”, afirma.

p Os pesquisadores também mostraram que as nanopartículas de ácido nucleico se acumularam nos locais do tumor. O RNA entregue pelas partículas foi projetado para direcionar um gene para a luciferase, que foi adicionado às células tumorais para fazê-las brilhar. Eles descobriram que em ratos tratados, a atividade da luciferase caiu em mais da metade.

p A equipe está agora projetando nanopartículas para direcionar genes que promovem o crescimento do tumor, e também está trabalhando para desligar genes envolvidos em outras doenças genéticas.

p A pesquisa foi financiada pelo National Institutes of Health, o Centro de Excelência em Nanotecnologia do Câncer, Alnylam Pharmaceuticals e a National Research Foundation of Korea. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.