p As nanopartículas têm se mostrado uma grande promessa na entrega direcionada de drogas às células, mas pesquisadores da Universidade da Geórgia refinaram ainda mais o processo de entrega de drogas usando nanopartículas para entregar drogas a uma organela específica dentro das células. p Ao alvejar as mitocôndrias, muitas vezes chamada de "a força motriz das células, "os pesquisadores aumentaram a eficácia da terapêutica de ação mitocondrial usada para tratar o câncer, Doença de Alzheimer e obesidade em estudos realizados com células em cultura.

p “A mitocôndria é uma organela complexa muito difícil de alcançar, mas essas nanopartículas são projetadas para que façam o trabalho certo no lugar certo, "disse o autor sênior Shanta Dhar, professor assistente de química na UGA Franklin College of Arts and Sciences.

p Dhar e seu co-autor, estudante de doutorado Sean Marrache, usou um biodegradável, Polímero aprovado pelo FDA para fabricar suas nanopartículas e então usar as partículas para encapsular e testar drogas que tratam uma variedade de condições. Seus resultados foram publicados esta semana na primeira edição da revista. Proceedings of the National Academy of Sciences .

p Para testar a eficácia de seu sistema de direcionamento de drogas contra o câncer, eles encapsularam a droga lonidamina, que funciona inibindo a produção de energia na mitocôndria, e, separadamente, uma forma de vitamina E antioxidante. Eles então trataram células cancerosas em cultura e descobriram que o direcionamento mitocondrial aumentou a eficácia das drogas em mais de 100 vezes quando comparadas às drogas sozinhas e em cinco vezes quando comparadas à entrega de drogas com nanopartículas que visar a parte externa das células.

p De forma similar, o composto curcumina tem se mostrado promissor na inibição da formação das placas amilóides que são uma marca registrada da doença de Alzheimer, mas ele se degrada rapidamente na presença de luz e é decomposto rapidamente pelo corpo. Ao encapsular a curcumina nas nanopartículas direcionadas às mitocôndrias, Contudo, os pesquisadores conseguiram restaurar a capacidade de sobrevivência das células cerebrais em cultura, apesar da presença de um composto que estimula a formação de placas. Quase 100 por cento das células tratadas com as nanopartículas direcionadas à mitocôndria sobreviveram na presença do composto indutor de placa, em comparação com 67 por cento das células tratadas com curcumina livre e 70 por cento das células tratadas com nanopartículas que visam o exterior das células.

p Finalmente, os pesquisadores encapsularam a droga para obesidade 2, 4-DNP - que funciona tornando a produção de energia na mitocôndria menos eficiente - em suas nanopartículas e descobriu que reduziu a produção de gordura por células em cultura conhecidas como pré-adipócitos em 67 por cento em comparação com as células tratadas apenas com a droga e em 61 por cento de células tratadas com nanopartículas que têm como alvo o exterior das células.

p "Muitas doenças estão associadas a mitocôndrias disfuncionais, mas muitas das drogas que atuam nas mitocôndrias não podem chegar lá, "Disse Marrache." Em vez de tentar alterar as drogas, o que pode reduzir sua eficácia, nós as encapsulamos nessas nanopartículas e as entregamos com precisão às mitocôndrias. "

p Dhar disse que levar drogas às mitocôndrias não é uma tarefa simples. Ao entrar nas células, as nanopartículas entram em um centro de classificação conhecido como endossomo. A primeira coisa que Dhar e Marrache tiveram que demonstrar foi que as nanopartículas escapam do endossomo e não vão parar no centro de eliminação das células, o lisossoma.

p A própria mitocôndria é protegida por duas membranas separadas por um espaço intersticial. A membrana externa só permite a passagem de moléculas de um determinado tamanho, enquanto a membrana interna só permite a passagem de moléculas de uma determinada gama de cargas. Os pesquisadores construíram uma biblioteca de nanopartículas e as testaram até identificarem a faixa de tamanho ideal - 64 a 80 nanômetros, ou aproximadamente 1, 000 vezes mais fina do que a largura de um cabelo humano - e uma carga de superfície ideal, mais 34 milivolts.

p Dhar observa que os componentes usados ​​para criar as nanopartículas são aprovados pela FDA e que seus métodos são altamente reproduzíveis e, portanto, têm potencial para serem traduzidos em ambientes clínicos. Os pesquisadores estão testando seu sistema de entrega direcionada em roedores e dizem que os resultados preliminares são promissores.

p "Disfunções mitocondriais causam muitos distúrbios em humanos, "Dhar disse, "portanto, existem várias aplicações potenciais para este sistema de entrega."