Os pesquisadores do MIT desenvolveram um novo tratamento contra o câncer que destrói as células tumorais, primeiro desarmando suas defesas, em seguida, atingindo-os com uma dose letal de dano ao DNA.

Em estudos com ratos, a equipe de pesquisa mostrou que este golpe duplo, que depende de uma nanopartícula que carrega dois medicamentos e os libera em momentos diferentes, reduz drasticamente os tumores de pulmão e mama. A equipe do MIT, liderado por Michael Yaffe, o professor David H. Koch em Ciências, e Paula Hammond, o professor David H. Koch em Engenharia, descrever as descobertas na edição online de 8 de maio de Sinalização científica .

"Acho que é um prenúncio do que a nanomedicina pode fazer por nós no futuro, "diz Hammond, que é membro do Koch Institute for Integrative Cancer Research do MIT. "Estamos mudando do modelo mais simples de nanopartícula - apenas colocar a droga lá e direcioná-la - para ter nanopartículas inteligentes que entregam combinações de drogas da maneira que você precisa para realmente atacar o tumor."

Os médicos rotineiramente administram aos pacientes com câncer dois ou mais medicamentos de quimioterapia diferentes, na esperança de que um ataque multifacetado seja mais bem-sucedido do que um único medicamento. Embora muitos estudos tenham identificado drogas que funcionam bem juntas, um artigo de 2012 do laboratório de Yaffe foi o primeiro a mostrar que o momento da administração do medicamento pode influenciar dramaticamente o resultado.

Nesse estudo, Yaffe e o ex-pós-doutorado do MIT Michael Lee descobriram que podiam enfraquecer as células cancerosas administrando o medicamento erlotinibe, que fecha uma das vias que promovem o crescimento descontrolado do tumor. Essas células tumorais pré-tratadas eram muito mais suscetíveis ao tratamento com um medicamento prejudicial ao DNA, chamado doxorrubicina, do que as células que recebiam os dois medicamentos simultaneamente.

"É como religar um circuito, "diz Yaffe, que também é membro do Instituto Koch. "Quando você dá a primeira droga, as conexões dos fios são trocadas para que a segunda droga funcione de uma forma muito mais eficaz. "

Erlotinib, que tem como alvo uma proteína chamada receptor do fator de crescimento epidérmico (EGF), encontrados nas superfícies das células tumorais, foi aprovado pela Food and Drug Administration para tratar o câncer de pâncreas e alguns tipos de câncer de pulmão. A doxorrubicina é usada para tratar muitos tipos de câncer, incluindo leucemia, linfoma, e bexiga, seio, pulmão, e tumores ovarianos.

O escalonamento dessas drogas provou ser particularmente poderoso contra um tipo de célula de câncer de mama conhecido como triplo-negativo, que não tem estrogênio hiperativo, progesterona, ou receptores HER2. Tumores triplo-negativos, que respondem por cerca de 16 por cento dos casos de câncer de mama, são muito mais agressivos do que outros tipos e tendem a atingir mulheres mais jovens.

Essa foi uma descoberta empolgante, Yaffe diz. "O problema era, " ele adiciona, "como você traduz isso em algo que você pode realmente dar a um paciente com câncer?"

Do resultado do laboratório à entrega do medicamento

Para abordar este problema, Yaffe se juntou a Hammond, um engenheiro químico que já projetou vários tipos de nanopartículas que podem transportar dois medicamentos ao mesmo tempo. Para este projeto, Hammond e seu aluno de pós-graduação, Stephen Morton, inventou dezenas de partículas candidatas. O mais eficaz era um tipo de partícula chamada lipossoma - gotículas esféricas rodeadas por uma camada externa gordurosa.

A equipe do MIT projetou seus lipossomas para transportar a doxorrubicina dentro do núcleo da partícula, com erlotinib incorporado na camada externa. As partículas são revestidas com um polímero chamado PEG, que os protege de serem decompostos no corpo ou filtrados pelo fígado e rins. Outra tag, folato, ajuda a direcionar as partículas para as células tumorais, que expressam grandes quantidades de receptores de folato.

Uma vez que as partículas atingem um tumor e são absorvidas pelas células, as partículas começam a se decompor. Erlotinib, transportado na casca externa, é lançado primeiro, mas a liberação de doxorrubicina é retardada e leva mais tempo para se infiltrar nas células, dando tempo ao erlotinibe para enfraquecer as defesas das células. "Há um lapso de algo entre quatro e 24 horas entre o pico de erlotinibe em sua eficácia e o pico de doxorrubicina em sua eficácia, "Yaffe diz.

Os pesquisadores testaram as partículas em ratos implantados com dois tipos de tumores humanos:tumores de mama triplo-negativos e tumores de pulmão de células não pequenas. Ambos os tipos diminuíram significativamente. Além disso, empacotar os dois medicamentos em nanopartículas de lipossomas os tornou muito mais eficazes do que as formas tradicionais dos medicamentos, mesmo quando essas drogas foram administradas em uma ordem escalonada no tempo.

Como uma próxima etapa antes de possíveis ensaios clínicos em pacientes humanos, os pesquisadores agora estão testando as partículas em camundongos que são geneticamente programados para desenvolver tumores por conta própria, em vez de ter células tumorais humanas implantadas neles.

Os pesquisadores acreditam que o parto escalonado também pode melhorar outros tipos de quimioterapia. Eles desenvolveram várias combinações envolvendo cisplatina, uma droga comumente usada para danificar o DNA, e estão trabalhando em outras combinações para tratar a próstata, cabeça e pescoço, e câncer de ovário. Ao mesmo tempo, Hammond's lab is working on more complex nanoparticles that would allow for more precise loading of the drugs and fine-tuning of their staggered release.

"With a nanoparticle delivery platform that allows us to control the relative rates of release and the relative amounts of loading, we can put these systems together in a smart way that allows them to be as effective as possible, " Hammond says.