(Phys.org) —Os pesquisadores desenvolveram um conceito para melhorar potencialmente a entrega de drogas para o tratamento do câncer usando nanopartículas que se concentram e se expandem na presença de maior acidez encontrada nas células tumorais.

O conceito envolve o uso de nanopartículas feitas de "polibases fracas, "compostos que se expandem quando transportados para ambientes que imitam células tumorais, que têm uma acidez maior do que os tecidos circundantes. Os pesquisadores usaram uma modelagem sofisticada para mostrar como as partículas se acumulariam em regiões de maior acidez e permaneceriam lá por tempo suficiente para administrar medicamentos anticâncer.

"Este fenômeno, que chamamos de forese de pH, pode fornecer um mecanismo útil para melhorar a entrega de drogas às células cancerosas em tecidos tumorais sólidos, "disse You-Yeon Won, professor associado de engenharia química na Purdue University.

Soluções com pH inferior a 7 são consideradas ácidas, e aqueles com um pH mais alto são básicos ou alcalinos. O conceito de forese de pH depende do uso de "micelas de polímero sintético, "minúsculas esferas de entrega de drogas que abrigam medicamentos em seu núcleo interno e contêm uma camada externa feita de um material que se expande dramaticamente à medida que o pH muda de alcalino para ácido.

Um aumento de duas vezes no tamanho pode resultar em um aumento semelhante na eficiência da administração de drogas aos tumores.

"Tal efeito mudaria o jogo, ao fornecer a dose adequada de drogas anticâncer dentro das células tumorais, "Disse Won." Este conceito de forese de pH também pode ser combinado facilmente com outras metodologias de entrega de drogas estabelecidas, tornando-o potencialmente prático para aplicação médica. "

O conceito é descrito em um artigo de pesquisa que aparecerá no Jornal de Liberação Controlada em 15 de julho, e uma versão não editada apareceu online em 19 de junho. O artigo foi escrito por Won e o estudante de doutorado Hoyoung Lee. Os resultados mostraram como a expansão das micelas é otimizada no pH específico das células tumorais.

Os pesquisadores demonstraram que o maior grau de inchaço micelar em tumores precisa ocorrer quando há um pH de cerca de 7,0, mais ou menos 0,5, para entrega ideal de drogas ao tecido tumoral.

"Os tumores sólidos têm um pH extracelular significativamente mais baixo, cerca de 6,5-6,9, em comparação com o tecido normal, que tem um pH médio de 7,4, "Disse Won.

As polibases fracas nas micelas contêm moléculas chamadas aminas, que são feitos de átomos de nitrogênio e hidrogênio. As micelas incham em pH mais baixo devido ao aumento da "protonação, "ou a adição de prótons a átomos de nitrogênio nas aminas. Como os prótons são carregados positivamente, as aminas com carga semelhante se repelem, fazendo com que as nanopartículas se expandam.

A carga positiva retarda o movimento das micelas para fora do tecido tumoral, o que faria com que as nanopartículas se acumulassem dentro da massa tumoral por tempo suficiente para entrar nas células tumorais e liberar drogas anticâncer.

"Este conceito é simples de entender, mas ninguém o reconheceu anteriormente, "Won disse." E demorou um pouco para colocar essa descrição em bases matemáticas. Fazer isso, tivemos que modificar a famosa equação de difusão da primeira lei de Fick. "

A lei, derivado do médico e fisiologista Adolf Fick em 1855, descreve como as moléculas se difundem de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração.

As micelas também são revestidas com verniz protetor para que possam permanecer intactas por tempo suficiente para atingir os locais do tumor, onde eles se expandem e então se biodegradam.

Mais pesquisas são necessárias para determinar o quão bem a abordagem pode melhorar a entrega de medicamentos, mas o conceito de pH forese desenvolvido por Won e seu aluno representa um passo no desenvolvimento de técnicas de nanomedicina na entrega de drogas, ele disse.