p (Phys.org) - Pesquisadores da Universidade da Flórida desenvolveram um "nanotrain de DNA" que rastreia rapidamente sua carga de drogas de combate ao câncer e agentes de bioimagem para células tumorais nas profundezas do corpo. A capacidade do nanotrein de fornecer de maneira econômica altas doses de drogas para cânceres precisamente direcionados e outras doenças médicas sem deixar para trás a nano-desordem tóxica tem sido o esquivo Santo Graal para os cientistas que estudam o minúsculo mundo da nanotecnologia de DNA. p A nanotecnologia de DNA é uma grande promessa como uma nova maneira de entregar quimioterapia diretamente às células cancerosas, mas até agora, os cientistas não conseguiram direcionar as nanoterapias para diferenciar de forma consistente as células cancerosas das saudáveis. Outros fatores limitantes incluem altos custos, quantidades muito pequenas de medicamentos administrados e potenciais efeitos colaterais tóxicos.

p "A maioria da nanotecnologia depende de uma abordagem de nanopartículas, e as partículas são feitas de materiais inorgânicos; depois de terem sido usados ​​como um transportador para a droga, eles serão deixados dentro do corpo, "disse o investigador principal do estudo, Weihong Tan, um distinto professor de química da UF, professor de fisiologia e genômica funcional, e membro do UF Shands Cancer Center e do UF Genetics Institute. "Em comparação com as nanoestruturas existentes, nosso nanotreinamento é mais fácil e barato de fazer, é altamente específico para células cancerosas, tem muito poder de carregamento de drogas e é muito biocompatível. "

p Descrito na edição de hoje do Proceedings of the National Academy of Sciences , O nanotreinamento de DNA de Tan é uma estrutura tridimensional composta de fitas curtas de DNA amarradas juntas em uma longa sequência. No final do nanotrain está um aptâmero, um minúsculo pedaço de ácido nucléico que serve como "locomotiva" do trem no piloto automático bioquímico para se localizar e se ligar a células cancerosas específicas. Atrás delas estão estruturas de DNA amarradas que funcionam lado a lado, carros box de alta capacidade, "transportando agentes de bioimagem ou cargas de drogas para seus alvos.

p "A beleza do nanotreinamento é que, ao usar diferentes biomarcadores de doenças, você pode engatar diferentes tipos de sondas de DNA como a 'locomotiva' do trem para reconhecer e atingir diferentes tipos de câncer, "Tan disse." Nós visamos precisamente a leucemia, células de câncer de pulmão e fígado, e porque as sondas de DNA são
tão preciso no direcionamento apenas a tipos específicos de células cancerosas que vimos uma redução dramática na toxicidade do medicamento em comparação com quimioterapias padrão, que não discriminam bem entre células cancerosas e saudáveis. "

p Tan e seus colegas relatam que os nanotrains de DNA podem ser produzidos de maneira econômica pela mistura de pedaços de DNA em um meio líquido. A mistura é então exposta a um composto que estimula os pedaços de DNA a se procurarem e se automontarem nos nanotrains de DNA. O tipo de célula cancerosa que o nanotreinamento de DNA buscará e destruirá é determinado pelo composto específico adicionado à mistura como o gatilho.

p O estudo demonstrou in vitro e em camundongos que os nanotrains de DNA têm como alvo exclusivo as células cancerosas para as quais suas sondas foram programadas. As sondas de DNA vão direto para as células cancerosas, levando os nanotrains a atracar nas membranas celulares e ganhar entrada nas células. Uma vez dentro, as cargas úteis de drogas se dispersam, matando as células cancerosas, um processo que Tan e sua equipe monitoraram em tempo real medindo a quantidade de luz fluorescente emitida. Os componentes biodegradáveis ​​dos nanotrains de DNA se decompõem com as células cancerosas mortas e são removidos pelos mecanismos normais de manutenção do corpo.

p "Nosso estudo descobriu que, quando carregado com drogas anticâncer, esses nanotrains inibiram o crescimento tumoral em camundongos mais do que naqueles que receberam drogas injetadas livremente na corrente sanguínea. O que é mais emocionante é que os ratos tratados com esses nanotrains sofreram dramaticamente menos efeitos colaterais do que aqueles tratados com drogas gratuitas, "disse Guizhi Zhu, um doutorando da UF que foi fundamental para o estudo. "Isso é o que pretendemos alcançar para o futuro atendimento clínico de pacientes com câncer."

p Além de maior sobrevida e crescimento inibido do tumor, os camundongos que foram tratados com entrega de droga nanotrain experimentaram menos perda de peso e estão em melhores condições físicas do que os camundongos que receberam terapia injetável e o grupo de controle de camundongos que não recebeu tratamento. Tan e sua equipe atribuem esses resultados melhorados à grande redução da toxicidade alcançada pela administração do nanotrain direcionado.

p "Acreditamos ter demonstrado que esses nanotrains de DNA são uma plataforma promissora de transporte de drogas direcionadas para a entrega de quimioterápicos contra o câncer com toxicidade muito baixa para tecidos saudáveis, e que a plataforma tem ampla aplicação para muitos tipos diferentes de câncer, "Tan disse." Seguindo em frente, estamos trabalhando para identificar a dosagem ideal usando modelos de camundongos para leucemia de células T, câncer de pulmão e fígado e câncer de mama triplo negativo.

p "É muito emocionante, mas ainda temos um longo caminho a percorrer antes dos testes em humanos, " ele disse.