Kit Lam e colegas da UC Davis e outras instituições criaram nanopartículas dinâmicas (NPs) que poderiam fornecer um arsenal de aplicações para diagnosticar e tratar o câncer. Construído em um polímero fácil de fazer, essas partículas podem ser usadas como agentes de contraste para iluminar tumores em exames de ressonância magnética e PET ou administrar quimioterapia e outras terapias para destruir tumores. Além disso, as partículas são biocompatíveis e não mostraram toxicidade. O estudo foi publicado online hoje em Nature Communications .

"Estas são partículas incrivelmente úteis, "observou o co-primeiro autor Yuanpei Li, um membro do corpo docente de pesquisa no laboratório Lam. "Como agente de contraste, eles tornam os tumores mais fáceis de ver na ressonância magnética e em outros exames. Também podemos usá-los como veículos para administrar quimioterapia diretamente aos tumores; aplique luz para fazer com que as nanopartículas liberem oxigênio singlete (terapia fotodinâmica) ou use um laser para aquecê-las (terapia fototérmica) - todas maneiras comprovadas de destruir tumores. "

Jessica Tucker, diretor do programa de entrega de medicamentos e genes e dispositivos do Instituto Nacional de Imagens Biomédicas e Bioengenharia, que faz parte do National Institutes of Health, disse que a abordagem descrita no estudo tem a capacidade de combinar aplicações de imagem e terapêuticas em uma única plataforma, que tem sido difícil de conseguir, especialmente em um orgânico, e, portanto, biocompatível, veículo.

"Isso é especialmente valioso no tratamento do câncer, onde o tratamento direcionado às células tumorais, e a redução dos efeitos letais em células normais, é tão crítico, " ela adicionou.

Embora não sejam as primeiras nanopartículas, estes podem ser os mais versáteis. Outras partículas são boas em algumas tarefas, mas não em outras. Partículas não orgânicas, como pontos quânticos ou materiais à base de ouro, funcionam bem como ferramentas de diagnóstico, mas apresentam problemas de segurança. As sondas orgânicas são biocompatíveis e podem fornecer medicamentos, mas não possuem aplicações de imagem ou fototerapia.

Construído em um polímero de porfirina / ácido cólico, as nanopartículas são simples de fazer e têm um bom desempenho no corpo. As porfirinas são compostos orgânicos comuns. O ácido cólico é produzido pelo fígado. As nanopartículas básicas têm 21 nanômetros de largura (um nanômetro é um bilionésimo de um metro).

Para estabilizar ainda mais as partículas, os pesquisadores adicionaram o aminoácido cisteína (criando CNPs), o que os impede de liberar prematuramente sua carga terapêutica quando expostos a proteínas do sangue e outras barreiras. Em 32 nanômetros, Os CNPs têm o tamanho ideal para penetrar em tumores, acumulando-se entre as células cancerosas, poupando o tecido saudável.

No estudo, a equipe testou as nanopartículas, tanto in vitro quanto in vivo, para uma ampla gama de tarefas. Do lado terapêutico, CNPs efetivamente transportaram drogas anticâncer, como a doxorrubicina. Mesmo quando mantido no sangue por muitas horas, Os CNPs liberaram apenas pequenas quantidades da droga; Contudo, quando exposto à luz ou agentes como a glutationa, eles prontamente liberaram suas cargas úteis. A capacidade de controlar com precisão a liberação de quimioterapia dentro dos tumores pode reduzir muito a toxicidade. CNPs transportando doxorrubicina forneceram excelente controle do câncer em animais, com efeitos colaterais mínimos.

Os CNPs também podem ser configurados para responder à luz, produzindo oxigênio singlete, moléculas reativas que destroem células tumorais. Eles também podem gerar calor quando atingidos por luz laser. Significativamente, Os CNPs podem realizar qualquer uma das tarefas quando expostos a um único comprimento de onda de luz.

Os CNPs oferecem uma série de vantagens para aprimorar a imagem. Eles quelam prontamente os agentes de imagem e podem permanecer no corpo por longos períodos. Em estudos com animais, CNPs reunidos em tumores, tornando-os mais fáceis de ler em uma ressonância magnética. Como os CNPs se acumularam nos tumores, e não tanto no tecido normal, eles aumentaram dramaticamente o contraste do tumor para ressonância magnética e também podem ser promissores para exames de PET-MRI.

Essa versatilidade oferece várias opções para os médicos, à medida que misturam e combinam aplicativos.

"Essas partículas podem combinar imagem e terapêutica, "disse Li." Poderíamos potencialmente usá-los para administrar o tratamento e monitorar a eficácia do tratamento simultaneamente. "

"Essas partículas também podem ser usadas como sondas ópticas para cirurgia guiada por imagem, "disse Lam." Além disso, eles podem ser usados ​​como agentes fotossensibilizadores altamente potentes para fototerapia intraoperatória. "

Embora os primeiros resultados sejam promissores, ainda há um longo caminho a percorrer antes que os CNPs possam entrar na clínica. O laboratório Lam e seus colaboradores farão estudos pré-clínicos e, se tudo correr bem, prosseguir para os testes em humanos. Enquanto isso, a equipe está entusiasmada com esses recursos.

"Esta é a primeira nanopartícula a realizar tantos trabalhos diferentes, "disse Li." Da quimio, terapias fotodinâmicas e fototérmicas para melhorar a imagem diagnóstica, é o pacote completo. "