Avanços significativos foram feitos na quimioterapia na última década, mas direcionar drogas para células cancerosas e, ao mesmo tempo, evitar tecidos saudáveis ​​continua a ser um grande desafio.

A nanotecnologia desbloqueou novos caminhos para a entrega de medicamentos direcionados, incluindo o uso de nanocarriers, ou cápsulas, que pode transportar cargas de terapêuticas de moléculas pequenas para locais específicos no corpo.

A pegada? Essas operadoras são minúsculas, e importa o quão minúsculos eles são. Mude o tamanho de 10 nanômetros para 100 nanômetros, e os medicamentos podem acabar nas células ou órgãos errados e, assim, danificar os tecidos saudáveis.

Uma suposição comum é que, uma vez que um nanocarreador é criado, mantém o tamanho e a forma tanto na prateleira como no corpo.

Contudo, trabalho recente de um grupo de pesquisadores liderado por Thomas H. Epps, III, e Millicent Sullivan, do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade de Delaware, demonstrou que os procedimentos de rotina no manuseio e processamento de soluções de nanocarreadores podem ter uma influência significativa no tamanho e na forma dessas estruturas minúsculas.

Suas descobertas são relatadas em um papel, "Evolução do tamanho de conjuntos de soluções macromoleculares altamente anfifílicas por meio de uma via bimodal distinta, " publicado em Nature Communications em 7 de abril.

Sullivan explica que os agentes quimioterápicos são projetados para afetar os processos relacionados à divisão celular. Portanto, eles não apenas matam as células cancerosas, mas também são tóxicos para outras células de proliferação rápida, como as dos folículos capilares e da medula óssea. Os efeitos colaterais podem variar de perda de cabelo a comprometimento do sistema imunológico.

"Nosso objetivo é entregar medicamentos de forma mais seletiva e específica às células cancerosas, "Sullivan diz." Queremos sequestrar a droga para que possamos controlar quando e onde ela tem um impacto.

Embora haja uma série de rotas para a criação de nanocápsulas portadoras de drogas, há um interesse crescente no uso de polímeros para esta aplicação.

"A automontagem molecular de polímeros oferece a capacidade de criar uniformes, estruturas adaptáveis ​​de tamanho e forma predeterminados, "Diz Epps." O problema está em presumir que, uma vez produzidos, eles não mudam. "

Acontece que eles mudam, e mudanças muito pequenas podem ter um impacto muito grande.

"A 75 nanômetros, um nanocarreador pode entregar sua carga diretamente a um tumor, "Diz Epps." Mas com agitação vigorosa, pode crescer até 150 nanômetros e pode se acumular no fígado ou no baço. Portanto, a simples agitação pode alterar completamente o perfil de distribuição do complexo nanocarreador-fármaco no corpo. "

O trabalho tem implicações significativas para a produção, armazenar, e uso de sistemas de entrega de drogas baseados em nano.

Sobre a pesquisa

Os pesquisadores usaram uma variedade de técnicas experimentais, incluindo microscopia eletrônica de transmissão criogênica (cryo-TEM), espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS), espalhamento de nêutrons de pequeno ângulo (SANS), e espalhamento dinâmico de luz (DLS) - para investigar os efeitos das condições de preparação comuns na estabilidade de longo prazo das estruturas auto-montadas.

O trabalho foi realizado em colaboração com o Centro de Ciência de Nêutrons da Universidade e o Instituto Nacional de Padrões e Centro de Tecnologia para Pesquisa de Nêutrons.

O artigo foi coautor de Elizabeth Kelley, Ryan Murphy, Jonathan Seppala, Thomas Smart, e Sarah Hann.

Thomas H. Epps, III, é o Thomas e Kipp Gutshall Presidente de Engenharia Química e Biomolecular, e Millicent Sullivan é professor associado do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular.